Počítačová simulace logistických procesů II 2. přednáška - Vysvětlení témat semestrálního projektu

Transkript

1 Počítačová simulace logistických procesů II 2. přednáška - Vysvětlení témat semestrálního projektu Jan Fábry

2 Počítačová simulace logistických procesů II Obsah předmětu I. Úvod, organizace, semestrální projekty, projekty Škoda II. III. IV. Vysvětlení témat semestrálního projektu Analýza dat Analýza dat V. Plant Simulation VI. VII. VIII. IX. Plant Simulation, pojmový model Struktura simulačního modelu Tvorba simulačního modelu Stochastické procesy a jejich zohlednění v modelu, optimalizace na bázi simulace X. Simulační experimentování XI. XII. Důsledky na reálný systém, Process Designer Rozhraní (Process Designer, MALAGA, TriCAD) 2

3 Struktura přednášky Cíle projektů Témata: Přepravní prostředky, Řízení výrobního systému, Kapacita zásob, Zavážecí okruhy, Lokace skladu, Velikost výrobního bloku. Náležitosti typického projektu: Časový harmonogram, Analýza dat, Pojmový model, Tvorba modelu, Experimentování s modelem, Interpretace výsledků, Prezentace výsledků projektu. 3

4 Cíl přednášky Seznámit posluchače se základními cíli semestrálního projektu. Vymezit okruhy úloh, které jsou předmětem studia v rámci předmětu Počítačové simulace logistických procesů II. Definovat základní náležitosti semestrálního projektu. 4

5 Cíle projektů Hlavním cílem je představení komplexního projektu, který bude řešen metodicky stejně, jako by byl řešen projekt v reálné praxi. Student musí prokázat řadu rozličných dovedností, které bude analogicky schopen využít při řešení reálných problémů v podnikové praxi nebo při psaní diplomové práce. Práce obsahuje typické náležitosti, které budou vysvětleny v druhé části přednášky. Reálné projekty směřují do těchto oblastí: 1) Stanovení počtu přepravních prostředků. 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému. 3) Stanovení kapacity zásob. 4) Optimalizace zavážení výrobní linky. 5) Lokace skladu. 6) Určení velikosti výrobního bloku. 5

6 1) Stanovení počtu přepravních prostředků oblast zájmu Cílem projektu je vytvořit logistický řetězec, který na výstupu produkuje zahradní sekačky. Celý systém tvoří: Hlavní výrobní linka (vyrábí sekačky z šesti různých dílů), manipulace je prováděná pomocí skidových dopravníků a obsahuje dva mezioperační zásobníky. Linka je modelována také s vratnou skidovou větví. Přímá přeprava dílů od Dodavatele A. Přeprava ze skladu směrem k montážní lince (dodávky od Dodavatelů B a C). Přeprava od Dodavatelů B a C směrem ke skladu. Systém odvolávek JIS (Dodavatel A) a KANBAN (Dodavatelé B a C). 6

7 1) Stanovení počtu přepravních prostředků schéma projektu 7

8 1) Stanovení počtu přepravních prostředků kladené otázky Jaká bude kapacita mezioperačních zásob hlavní linky? Jaký je potřebný počet přepravních prostředků montážní linky SKIDů? Jakou budeme potřebovat kapacitu vratné SKIDové trasy? Jaká má být velikost datové fronty zakázek pro JIS odvolávku dílů? Jakou celkovou kapacitu SKLADU budeme potřebovat? Jaké kapacity skladových ploch pro jednotlivá pracoviště budeme potřebovat? Jak veliká bude pojistná zásoba pro díly uskladněné ve skladu? Kolik bude potřeba přepravních prostředků u jednotlivých přepravců? Jaký je počet vozíků zásobujících hlavní montážní linku? 8

9 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely LockoutZone (bezpečnostní okruh) Prvek LockoutZone je používán pro seskupení pracovišť do jednoho bezpečnostního okruhu. V praxi to znamená, pokud dojde k technické poruše na jednom pracovišti, jsou ostatní pracoviště z tohoto bezpečnostního obvodu rovněž v deaktivovaném stavu. Po ukončení poruchy jsou všechna pracoviště daného bezpečnostního okruhu opět aktivní. Vyšší bezpečnost - nižší vytížení výrobní linky. Bezpečnostní okruh je používán v rámci výrobních linek (robot vs. člověk). 9

10 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely ShiftCalendar (směnový kalendář) Prvek ShiftCalendar je používán pro přiřazení směnového a přestávkového režimu určeným pracovištím. 10

11 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely AttributeExplorer Prvek AttributeExplorer umožňuje pro vybraná pracoviště definovat požadované vstupní parametry hromadně - formou tabulky. V tomto případě je definována doba trvání operace... ProcTime, střední doba trvání poruchy... MTTR a využitelnost pracoviště... Availability. 11

12 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely TransferStation (překladač) Prvek TransferStation zobrazuje pracoviště, kde dochází k naložení/vyložení dílu na manipulační prostředek nebo z manipulačního prostředku. V praxi se může jednat o nakládání/vykládní dílů na paletu. Často je používán i pro naložení/vyložení dílu na přepravní prostředek montážní linky. 12

13 Produkce 2. přednáška - Vysvětlení témat semestrálního projektu 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely ExperimentManager Prvek ExperimentManager slouží k automatickému provádění série experimentů, definované na základě tzv. matice experimentů. V tomo případě jsou prováděny experimenty s různým počtem přepravních prostředků (skidů) s cílem dosáhnout požadované produkce. 13

14 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely FlowControl (křižovatka) Pomocí prvku FlowControl řídíme větvení materiálovéh toku. V tomto případě jsou posílány díly Dil_01 do linky Line_01, díly Dil_03 do linky Line_03... Směřování výstupu dílů je pomocí definiční tabulky, kdy dle názvu dílu přiřadíme příslušný Successor (následníka). 14

15 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely Záznam průchodů EB Prvek EB_ODBC_01 je prvek určený k zápisu dat při průchodu objektu určitým místem (pracovištěm). EB_ODBC_01 je možné nalézt v knihovně SA_Spolecne. Stanovené pracoviště pak volá mzapispruchodu metodu vždy při příchodu nového objektu. V tomto případě získáme tabulku průchodů objektů pracovištěm Prac_01. Získaná data je možné si překopírovat do tabulky MS Excel a dále je zpracovávat. 15

16 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely DePal DismantleStation (demontáž) 2 pozice pro palety s díly Pracoviště Rezervní paleta Paleta odběru Prvek DePal je možné použít jako místo pro paletu, ze které je materiál odebírán přímo na montážní pracoviště. Při příchodu palety na tento prvek jsou díly z této palety uvolněny k následnému odběru. Prakticky to znamená, že paleta je smazána a na tomto objektu se již dále vyskytují pouze díly z této palety. Další paleta s díly může vstoupit na tento prvek až po odchodu posledního dílu z předchozí palety. Tento vzorový příklad je možné použít při modelování pracovišť s dodávkami dílů principem KANBAN. 16

17 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely Assembly (montáž) Prvek Assembly používáme pro zobrazení pracoviště, kdy jsou prováděny montáže dodávaných dílů v rámci technologického postupu. Při příchodu hlavního dílu na pracoviště je z definovaného Predecessor (předchůdce) přidán požadovaný počet dílů. V toto případě je na Prac_01 přidáván jeden díl a na Prac_02 jsou montovány čtyři díly. 17

18 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely Odvolávka mjisodvolavka FIFO fronta dílů pro zajištění požadovaného času JIS dodávek Tento příklad konceptu JIS dodávek dílů je založen na třech pracovištích (Prac_01, Prac_03 a Prac_04), které odebírají různé JIS díly od různých dodavatelů. Tento model pouze demonstruje způsob provedení odvolávky a princip generování požadovaných dílů u JIS dodavatele. Logistický řetězec přepravy dílů k lince, je uveden v následujícím příkladu. Na vstupu dílů do FIFO fronty je provedeno požadované odvolání dílů metoda mjisodvolavka. Prvky generující tyto díly (JITSource_01, JITSource_03, JITSource_04) pak vygenerují stanovený díl ve stanoveném množství, na definované paletě viz uživatelsky definované atributy těchto prvků. 18

19 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely Logistický řetězec FIFO fronta dílů pro zajištění požadovaného času JIS dodávek Počet dílů ve FIFO frontě [ks] Tento příklad je rozšířením předchozího modelu JIS dodávek dílů o logistický řetězec. Vygenerované díly jsou naloženy na kamion a přepraveny do příslušných meziskladů hlavní výroby. Pomocí prvku ExperimentManager je provedena optimalizace počtu dílů ve FIFO frontě zajišťující požadovný čas pro dodání. 19

20 KANBAN odvolávka 2 pozice pro palety s díly Rezervní paleta Paleta odběru 2. přednáška - Vysvětlení témat semestrálního projektu 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely KanbanKoncept Pracoviště Vychystávací zóna Centrální sklad Dodavatel Tento příklad znázorňuje základní způsob parametrizace řízení odvolávek principem KANBAN. Pro správné fungování modelu je nutné definovat požadované uživatelské atributy v prvku, který představuje pozici pro rezervní paletu s díly před vlastním pracovištěm. Mezi hlavní atributy patří: dodávaný díl, přepravní paleta, cílová destinace, centrální sklad, vychystávací plocha a generátor dílů reprezentující vlastního dodavatele. 20

21 Obsazenost [ks] 2. přednáška - Vysvětlení témat semestrálního projektu 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely Logistický řetězec Graf průběhu obsazenosti skladu Paleta pro díl na prvním pracovišti Čas [h:mm:ss] Rozšíření předchozího modelu je možné zohlednit logistický řetězec dodávek dílů. Pomocí simulace je pak možné například určit kapacitu centrálního skladu a počet přepravních prostředků zajišťujících přepravu od dodavatele. 21

22 Obsazenost [ks] 2. přednáška - Vysvětlení témat semestrálního projektu 1) Stanovení počtu přepravních prostředků demo modely Zavážení dílů Pilový diagram průběhu obsazenosti dílu Dil_01 Čas [h:mm:ss] V rámci posledního rozšíření modelu bylo zohledněno zavážení dílů z centrálního skladu k jednotlivým linkám. Předchozí kroky ukazují postupné zvyšování detailnosti modelu. Při zohlednění celého řetězce dodávek dílů je možné provádět optimalizaci pojistné zásoby jednotlivých dílů v centrálním skladu. 22

23 1) Stanovení počtu přepravních prostředků co se zde naučíte? Dodržovat principy projektového managementu a týmové práce. Analyzovat vstupní proměnné: takt montážního pracoviště, MTTR pracoviště, využitelnost pracoviště, průměrnou dosaženou denní produkci, směnový a přestávkový režim. Dekomponovat systém a vytvořit pojmový model a simulační model situace. Zvládnout způsob řízení odvolávek systémy JIS a KANBAN. Na základě výsledků simulačních experimentů definovat potřebu: mezioperačních zásob, kapacitu skladu, skladovacích ploch, počet přepravních prostředků (skidů, vozíků, kamiónů dodavatelů), kapacitu vratné skidové trasy, velikost datové fronty JIS odvolávaných dílů, velikost pojistné zásoby. Vyvodit závěr z dosažených výsledků. Prezentovat navrhované řešení. 23

24 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému oblast zájmu Úkolem projektu je vytvořit model montážní linky pro výrobu jízdních kol a nalézt způsob jejího řízení. Tvořit jej budou hlavní montážní linka a na ní navazující čtyři výrobní úseky (výroba kol, sedel, pedálů a řídítek). Výrobní úseky navazují na hlavní montážní linku pomocí zásobníků (FIFO zásobníky). Všechny oblasti dodržují shodný směnový režim. Rozsah výroby je dán komplexitou výroby: pánský a dámský rám, rovná řídítka, berany, tři typy ráfků, osm typů pedálů. 24

25 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému schéma projektu Výrobní proces Komplexita výroby sedlo Výrobek rám řídítka kola pedály 25

26 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému kladené otázky Jakou mají mít kapacitu mezioperační zásobníky pro výrobu pedálů? Jakým způsobem má být řízeno zadávání zakázek pro jednotlivé výrobní úseky, s ohledem na vstupní sekvenci zakázek (získanou na základě analýzy) hlavní montážní linky? Jaký má být princip využívání a řízení jednotlivých zásobníků, v souvislosti se zvoleným způsobem zadávání výroby? Pozn. Klíčovým kritériem je přitom dosažení průměrné denní produkce (zdroj dat: vlastní analýza). 26

27 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému demo modely ShiftCalendar (směnový kalendář) Prvek ShiftCalendar (směnový kalendář) je používán pro přiřazení směnového a přestávkového režimu určeným pracovištím. 27

28 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému demo modely AttibuteExplorer Prvek AttributeExplorer umožňuje pro vybraná pracoviště definovat požadované vstupní parametry hromadně - formou tabulky. V tomto případě je definována doba trvání operace... ProcTime, střední doba trvání poruchy... MTTR a využitelnost pracoviště... Availability. 28

29 Produkce 2. přednáška - Vysvětlení témat semestrálního projektu 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému demo modely ExperimentManager Prvek ExperimentManager slouží k automatickému provádění série experimentů, definované na základě tzv. matice experimentů. V tomo případě jsou prováděny experimenty s různým počtem přepravních prostředků (skidů) s cílem dosáhnout požadované produkce. 29

30 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému demo modely FlowControl (křižovatka) Pomocí prvku FlowControl řídíme větvení materiálovéh toku. V tomto případě jsou přeposílány díly Dil_01 do linky Line_01, díly Dil_03 do linky Line_03... Směřování výstupu dílů je pomocí definiční tabulky, kdy dle názvu dílu přiřadíme příslušný Successor (následník). 30

31 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému demo modely Záznam průchodů EB Prvek EB_ODBC_01 je prvek určený k zápisu dat při průchodu objektu určitým místem (pracovištěm). EB_ODBC_01 je možné nalézt v knihovně SA_Spolecne. Stanovené pracoviště pak volá mzapispruchodu metodu vždy při příchodu nového objektu. V tomto případě získáme tabulku průchodů objektů pracovištěm Prac_01. Získaná data je možné si překopírovat do tabulky MS Excel a dále je zpracovávat. 31

32 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému demo modely GenerovaniVP tvstupvp tgenerovanivp Ručním spuštěním metody mkonverze doje k přestrukturování a přenesení dat z tabulky tvstupvp do tabulky tgenerovanivp. Při simulaci pak model pracuje již pouze s tabulkou tgenerovnivp, která je vstupní tabulkou prvku Source při generování sekvence. 32

33 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému demo modely Assembly (montáž) Prvek Assembly používáme pro zobrazení pracoviště, kde jsou prováděny montáže dodávaných dílů v rámci technologického postupu. Při příchodu hlavního dílu na pracoviště jsou na základě tabulky tmontaz přiděleny příslušné typy dílů o příslušném množství. Tabulka tmontaz je generována na základě výrobního programu, který je definován pomocí tabulky tgenerovanivp a je atributem každého hlavního dílu, který je vygenerován v prvku Source. 33

34 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému demo modely KANBAN Strategie řízení KANBAN je založena na dvou prvcích KanbanBuffer a KanbanSource, které jsou k dispozici v knihovně prvků ZakladniObjekty Uživatel musí v prvku Buffer stanovit pohybující se objekt (který se má na základě změny stavu kapacity zásobníku generovat) a také objekt, kde se bude tento prvek generovat. Způsob chování modelu během simulace je pak následující: při inicializaci modelu dojde k maximálnímu zaplnění zásobníku pohybujícími se objekty Entity vždy při opuštění Entity ze zásobníku je ihned vygenerována nový objekt Entity v prvku KanbanSource 34

35 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému demo modely JIS Strategie řízení JIS je založena na dvou prvcích modvolavka a KanbanSource, který je k dispozici v knihovně prvků ZakladniObjekty. Na základě uživatelem definované metody modvolavka je generován příslušný objekt v KanbanSource. Způsob chování modelu během simulace je pak následující: při příchodu objektu na SingleProc_01 je prověřeno, zda v atributové tabulce tmontaz se vyskytuje příslušný díl (v tomto případě Dil_01), pokud ano je tento díl vygenerován v příslušném množství (definovaném v tmontaz ) na daném místě (v tomto případě JIS_Dil_01 ), pořadí generování dílů je zachováno dle pořadí načtení na SingleProc_01. 35

36 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému demo modely Push (tlačný systém) Strategii Push dosáhneme tím, že v prvku Source použijeme nulovou hodnotu parametru Interval. Pohybující se objekt je pak ihned vygenerován a předán dále, jakmile je následující stanice volná a připravena k převzetí objektu. 36

37 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému demo modely Majoritní typ Strategii Majoritní typ dosáhneme kombinací strategie Push a Kanban V tomto případě je majoritní typ Dil_01 generován v prvku Source_01 principem Push. Minoritní typ Dil_02 je generován na základě strategie Kanban v prvku KanbanSource a to vždy kdy Dil_02 opustí zásobník Buffer_Dil_02. Při použití strategie Majoritní typ nesmí četnost požadavku na Minoritní typ přesáhnout počet pohybujících se objektů mezi prvky Buffer_Dil_02 a KanbanSource! 37

38 2) Navržení vhodného způsobu řízení výrobního systému co se zde naučíte? Dodržovat principy projektového managementu a týmové práce. Analyzovat vstupní data z pohledu: průměrné denní produkce, průběžné doby výroby, výrobního programu zadávání zakázek, doby trvání operace, kapacity zásobníků, střední doby trvání poruchy (MTTR), využitelnosti pracoviště, směnových a přestávkových režimů. Výpočtem podpořit některé analytické výstupy. Vnímat metodiku simulací postup od testování jednotlivostí k celku. Pochopit rozdíl v řízení: KANBAN, JIS, PUSH, Majoritní a Minoritní typ. Na základě výsledků simulačních testů definovat způsob řízení zásobníků jednotlivých dílčích oblastí a zadávání zakázek do výroby. Prezentovat navrhované řešení. 38

39 3) Stanovení kapacity zásob oblast zájmu Úkolem projektu je připravit podklady pro manažerské rozhodnutí o kapacitách zásob. Projekt je zaměřen na stanovení kapacit mezioperačních zásob v průmyslovém podniku (automobilový průmysl). Projekt směřuje ke stanovení kapacit zásobníkových pozic v rámci dvou lokálních oblastí (svařovna a lakovna) a jejich spojení do jednoho celku (závod). Vše s ohledem na plánovanou průměrnou denní produkci. Finanční zdroje firmy nejsou neomezené. Management firmy chce znát kapacity zásobníků, které bude potřeba pro zajištění cílové výroby. 39

40 3) Stanovení kapacity zásob schéma projektu Schéma procesu (svařovna, lakovna, závod). Závod Svařovna Dat. fronta OP 01 OP 02 OP 03 OP 04 OP 05 Lakovna Malá oprava OP27 G A B OP 24 OP 1 OP 2 C OP 3 OP 4 Montáž OP 6 D OP 21 E OP 22 OP 23 F H OP 26 Bezpečnostní okruh Bezpečnostní okruh OP 25 Dopravník Velká oprava Úlohu je třeba procesně vnímat v tomto členění: 1) provoz svařovny, 2) provoz lakovny, 3) závod (čítající dvě lokální oblasti svařovny a lakovny). 40

41 3) Stanovení kapacity zásob kladené otázky Management firmy do Vás jako simulačních expertů očekává odpověď na tyto otázky: 1) 1a) Kolik zásobníkových pozic bude potřeba v oblasti svařovny? Jaké jsou limity systému (při zjištěných kapacitách zásobníku z úkolu 1a): 1b) Existuje časová rezerva v seřizování z typu na typ? 1c) Jaký vliv má změna velikosti bloku (dávky) vstupujících karosérií? 1d) Jaký vliv má změna využitelnosti? 1e) Jaký vliv má změna MTTR? 2) Kolik pozic vyžaduje oblast před kontrolou kvality v lakovně? 3) Kolik pozic je potřeba zřídit před opravami v lakovně? 4) Kolik dopravníkových pozic je potřeba pro vyrovnání disproporcí mezi oblastmi svařovny a lakovny (zejména vyrovnávání vlivu rozdílných směnností v daných oblastech)? 5) Jak veliký musí být zásobník, který bude umístěn za první technologií v lakovně? 6) Lze zásobník mezi výrobními oblastmi substituovat jiným zásobníkem (např. za první technologií v lakovně)? V případě že ano, kde a kolik pozic doporučíte stavět? 41

42 3) Stanovení kapacity zásob demo modely KANBAN odvolávka Vzorový model řeší oblast odvolávání dílů. Vychází z toho, že existuje potřeba zásobovat montážní pracoviště díly z vedlejší linky. Pracoviště má k dispozici dva zásobníky (pro dva typy dílů), které jsou na počátku simulace zaplněny. Každý další spotřebovaný díl vyvolá poptávku po dalším dílu daného typu na dílčí lince (pracoviště Datova_fronta ). Tento díl je vygenerován a opracován na dílčí lince a uskladněn v jednom ze zásobníků (dle typu). 42

43 3) Stanovení kapacity zásob demo modely Obsazenost zásobníků Vzorový model ukazuje možnosti využívání různých prvků ( PlaceBuffer, Line ) pro modelování zásobníkových pozic. Jeho aktuální obsazenost je znázorněna pomocí prvku Chart. Grafy lze zobrazit po kliknutí na prvek Chart nebo je animovat přímo na pracovní ploše, jak uvádí příklad. 43

44 3) Stanovení kapacity zásob demo modely Bezpečnostní okruh Vzorový model přibližuje problematiku slučování pracovišť do bezpečnostních okruhů (to je typické zejména pro provozy svařoven, kdy je nutné v případě poruchy jednoho robota či pracoviště odpojit od napájení také ostatní pracoviště bezpečnost pracovníků údržby a techniky samotné). Z pohledu simulačních experimentů je důležité to, že pokud nastane prostoj na jednom pracovišti, druhé pracoviště spřažené v bezpečnostním okruhu má prostoj taktéž. Lze proto tvrdit, že systém bezpečnostních okruhů bude mít vliv na průchodnost celého systému. 44

45 3) Stanovení kapacity zásob demo modely Kontrola kvality Vzorový model ukazuje možnosti rozhodování na kontrolních bodech. Jedná se zejména o případy, kdy výrobky procházejí kontrolou jakosti a určitý podíl výrobků projde s výsledkem Malá oprava. V tom případě lze výrobek na následném pracovišti opravit. Další možností je výsledek Velká oprava, kdy je obvykle zapotřebí zopakovat některé z již proběhlých technologických operací (tzn. výrobek se vrací zpět). To má ten praktický efekt, že pracoviště, na nichž se pohybují výrobky ještě před kontrolou kvality a po kontrole kvality, musí být na to kapacitně kompenzována. 45

46 3) Stanovení kapacity zásob demo modely Zápis dat ze simulačního modelu Vzorový model ukazuje zaznamenávání průchodů určitým pracovištěm. Záznam probíhá prostřednictvím speciálního NW EB_ODBC_01 do tabulky, kterou obsahuje. Jedná se o jednoznačnou identifikaci každého průchodu pracovištěm. Čítá tyto položky: Datum, Čas, Jméno EB, ID prvku a Typ prvku. Na základě těchto dat lze analyzovat výstupní data ze simulačních experimentů, stejně jako vstupní data pro simulaci samotnou. Kromě toho je v modelu znázorněna možnost užívání různých směnových režimů pro různé oblasti. 46

47 3) Stanovení kapacity zásob co se zde naučíte? Dodržovat principy projektového managementu a týmové práce. Analyzovat vstupní data z pohledu: taktu zařízení, směnových a přestávkových režimů. Vnímat metodiku simulací postup od testování jednotlivostí k celku. Vyhodnotit, jaký vliv má na systém rozdílná směnnost jednotlivých výrobních oblastí? Zhodnotit vliv změny jednotlivých vstupních parametrů na produkci v dané oblasti. Definovat kapacity mezioperačních zásob. Učinit závěr o vzájemné substituci jednotlivých zásobníkových technologií. Na základě výsledků simulačních experimentů vyčíslit potřebné investice. Prezentovat navrhované řešení. 47

48 4) Optimalizace zavážení výrobní linky oblast zájmu Úkolem je připravit podklady pro manažerské rozhodnutí o způsobu zavážení výrobní linky jednotlivými díly. Jedná se o výrobní firmu, která vyrábí v několika halách různé typy výrobků. Ve sledované oblasti jde o to zásobit montážní linku díly ze skladu. Klíčové je, aby montážní oblasti byly zásobeny a daná pracoviště nevykazovala prostoje způsobené nedostatkem montážních dílů ze skladu. To vše s přihlédnutím k dosažení stanovené průměrné denní produkce. K dispozici jsou dva možné způsoby zavážení: podle cílového pracoviště, podle vytíženosti komunikací (max. jen přepravní prostředek uvnitř a mezi výrobními halami). Firma má omezené finanční zdroje a výrobní plochy (k dispozici jsou pouze jednosměrné komunikace). Proto chce management firmy znát podmínky, za kterých bude koncept zavážení montážní linky funkční? Pokud to bude nutné, je firma připravena investovat do zřízení zkratky. 48

49 4) Optimalizace zavážení výrobní linky schéma projektu Areál závodu A) Cesta mimo výrobní halu B) Cesta jinou výrobní oblastí Jiná výroba P1 B1 P4 B4 P7 B7 Zkratka P2 B2 P5 B5 P8 B8 Sklad dílů Nakládka C) Cesta mezi halami Jiná výroba P3 B3 P6 B6 P9 B9 Depo Výrobní hala 49

50 4) Optimalizace zavážení výrobní linky kladené otázky 1) Jaký je potřebný počet vozíků při odvolávkách typu KANBAN a využití dvou typů zavážecích okruhů: univerzálních cest (s kapacitním omezením), zavážení dle typů poptávaných dílů. 2) Pomůže průchodnosti systému vybudování zkratky? 3) Jaká bude frekvence zavážení? potřebná frekvence zavážení vozíky a počet vozíků. 4) Co vyplývá ze srovnání výsledků zavážení s definovanou frekvencí vs. KANBAN? 50

51 4) Optimalizace zavážení výrobní linky demo modely KANBAN odvolávka Vzorový model řeší oblast odvolávání dílů. Vychází z toho, že existuje potřeba zásobovat dvě montážní pracoviště díly ze skladu. Pracoviště mají k dispozici zásobník, který je na počátku simulace zaplněn. Každý další spotřebovaný díl vyvolá poptávku po dalším dílu daného typu z centrálního skladu. Tento díl je ze skladu vyskladněn a vozíkem přivezen k danému montážnímu pracovišti. Tam putuje do zásobníku, zatímco vozík se vrací zpět po vytýčené trase do skladu. 51

52 4) Optimalizace zavážení výrobní linky demo modely Zkratka Vzorový model využívá možnosti zkrátit cestu vozíku z původního dlouhého okruhu na kratší okruh. Využívá k tomu jednu cestu navíc. O funkčnost se starají dvě metody: Přidaní zkratky a Odebrání zkratky, které umožnují navodit stavy se zkratkou a bez zkratky. K jejich fungovaní je definovaná tabulka, která obsahuje všechny segmenty zkratky. 52

53 4) Optimalizace zavážení výrobní linky demo modely Řízení křižovatek Vzorový model přibližuje problematiku řízení křižovatek. Jedná se o rozdělování a slučování toku. Křižovatka je vjezdem objektu blokována pro další objekty a až do výjezdu objektu. Výjezdem je křižovatka opět uvolněna pro další objekty. Logika řízení je naprogramována v metodě m_rizenikrizovatek. 53

54 4) Optimalizace zavážení výrobní linky demo modely Změna rychlosti vozíků Vzorový model ukazuje možnosti využití různých rychlostí vozíků na různých typech cest. Při vjezdu na cestu je přiřazena objektu (vozíku), patřičná rychlost. Takto lze simulovat různé rychlosti např. v závislosti na prostředí, ve kterém se vozík pohybuje (v hale, mimo výrobní halu nebo mezi halami). 54

55 4) Optimalizace zavážení výrobní linky demo modely Řízení a obsazenost cest Vzorový model tvoří systém s třemi montážními pracovišti, která jsou zavážena vozíky (jejich počet lze měnit pomocí proměnné v_voziky ). Je zde možnost volby ze tří různých cest (každá je jinak dlouhá a je zde umožněna jiná maximální rychlost). Po naložení je na konci cesty rozhodováno, který způsob řízení bude zvolen (proměnná v_rizeni ). Hodnota v_rizeni = 1 znamená kapacitní omezení 1. a 2. cesty na max. jeden vozík, 3. cesta není omezena. Hodnota v_rizeni = 2 znamená zavážení dle cílového pracoviště (1. cesta pro Pracoviste_1, 2. cesta pro Pracoviste_4 a 3. cesta pro Pacoviste_7). 55

56 4) Optimalizace zavážení výrobní linky - co se zde naučíte? Dodržovat principy projektového managementu a týmové práce. Analyzovat vstupní proměnné: směnový a přestávkový režim, takt montážních pracovišť, dosaženou průměrnou denní produkci na montážních pracovištích. Dekomponovat systém a vytvořit model situace. Porovnat dvě možnosti řešení (frekvenční zavážení vs. KANBAN odvolávka). Na základě výsledků simulačních experimentů vyčíslit potřebné investice. Vyvodit závěr z dosažených výsledků. Prezentovat navrhované řešení. 56

57 5) Lokace skladu oblast zájmu Projekt je zaměřen na problematiku nalezení vhodné lokace skladu. Vhodně lokalizovat sklad je důležité z hlediska plynulého zavážení materiálů od dodavatele k odběrateli a to tak, aby nedošlo k zastavení výroby na straně odběratele. Podle strategie zavážení může být materiál dodáván přímo (dodavatel -> odběratel) nebo s pomocí meziskladu (dodavatel -> mezisklad -> odběratel). Úkolem je rozhodnout o vhodné strategii zavážení svitků plechu pro lisovnu. 57

58 5) Lokace skladu schéma projektu Strategie zavážení bez meziskladu: Mapa oblasti: Strategie zavážení s meziskladem: 58

59 5) Lokace skladu kladené otázky Jakou zvolit strategii zavážení? Jaký bude harmonogram (frekvence) zavážení? (nesmí dojít k blokaci lisovacích linek z důvodu nedostatku svitků plechů, a zároveň dlouhému čekání přepravních prostředků na vyložení materiálů do lisovny), Jaký zvolit typ přepravního prostředku? Kolik přepravních prostředků budeme potřebovat? Jaké budou náklady na dopravu? Jaké budou náklady na pronájem/provoz a minimální velikost pojistné zásoby v případě využití meziskladů? 59

60 5) Lokace skladu demo modely Generátor produktů Generátor produktů generuje elementy z knihovny SAVS_PSLP2_Project1_MUs. Nastavení strategie generování MU: - Source, pomocí Source a tabulky tprodsource. - Order, vytvořením odvolávky metodou. Podle zvoleného generování MU se po resetu connector automaticky přepne do požadovaného režimu. Pro generování v Order nutno zadat metodu do odvolávacího elementu. 60

61 5) Lokace skladu demo modely Definování cest Definování jednotlivých úseků cest, editace rychlosti, délky, možnosti předjíždění. Nastavení vzdáleností, rychlosti úseků, možnosti předjíždění. Potvrzení změn. 61

62 5) Lokace skladu demo modely Nakládací stanice Nakládací stanice s možností nastavení procesního času a kapacity nakládací plochy. 62

63 5) Lokace skladu demo modely Nakládací stanice Nakládací stanice s možnosti nastavení procesního času. 63

64 5) Lokace skladu co se zde naučíte? Dodržovat principy projektového managementu a týmové práce. Analyzovat vstupní proměnné: dobu lisování jednoho svitku, dobu trvání údržby lisovací linky, spolehlivost lisovacích linek, maximální kapacity interních zásobníků, meziskladů, obsazenost přepravních prostředků, vzdálenost mezi objekty, časy naložení a vyložení svitků plechu, harmonogram zavážení (výpočtem). Dekomponovat systém a vytvořit model situace. Porovnat nabízené možnosti řešení (přímá dodávka vs. užití meziskladu). Na základě výsledků simulačních experimentů vyčíslit potřebné investice. Vyvodit závěr z dosažených výsledků. Prezentovat navrhované řešení. 64

65 6) Určení velikosti výrobního bloku oblast zájmu Projekt je zaměřen na problematiku stanovení velikosti výrobního bloku výroby malých tlakových nádob. Velikost výrobního bloku se stanovuje především z důvodu, aby nedocházelo k častému seřizování strojů. Časté seřizování strojů přímo ovlivňuje čistou pracovní dobu a tím celkovou produkci za danou dobu. Splnění projektu předpokládá doporučení vhodné velikosti výrobního bloku pro výrobu. 65

66 6) Určení velikosti výrobního bloku schéma projektu Schéma výrobní linky: So P PS1 Z1 PS2 Z2 PS3 Z3 PS4 Z4 CS Eo P Popis linky: Výrobní linka obsahuje celkem 5 pracovišť. PS1 Automatizované pracoviště zakružování plechů a podélný svar. PS2 Poloautomatizované pracoviště lemování. PS3 Ruční pracoviště sváření nátrubků. PS4 Poloautomatizované pracoviště přivařování víka a dna. CS Ruční pracoviště kontroly. Mezi pracovišti jsou mezioperační zásobníky Z1 až Z4. Pracoviště kontroly provádí vizuální kontrolu svarů a měří geometrické tolerance. Shodné díly se expedují, neshodné díly se hned opravují a následně expedují. Zakroužení plechu a podélný svar Lemování Přivařování nátrubků Přivařování víka a dna Finální produkt 66

67 6) Určení velikosti výrobního bloku kladené otázky Jaká má být velikost výrobního bloku výrobní linky pro první a druhý rok výroby? První rok výroby? (maximalizace produkce). Druhý rok výroby? (maximalizace čistého zisku). Pozn. Hlavním kritériem pro stanovení vhodné velikosti výrobního bloku je dodržení roční produkce, restrikcí dodavatelů a logistiky. Jak bude vypadat náběhová křivka produktu? Jaký je vliv změny kapacity mezioperačních zásobníků na velikost výrobního bloku a celkovou průchodnost systému? 67

68 6) Určení velikosti výrobního bloku demo modely Generátor produktů Generuje elementy z knihovny Mobile Units.. Nastavení cesty pro MU, blok, název. Potvrzení Nastavení atributů 68

69 6) Určení velikosti výrobního bloku demo modely Procesní stanice Procesní stanice představuje pracoviště výroby. Dbejte na správné jednotky! Nastavení procesních časů Nastavení seřizovacích časů Nastavení atributů Potvrzení 69

70 6) Určení velikosti výrobního bloku demo modely Kontrolní stanice Kontrolní stanice je kontrolní a současně opravným pracovištěm. Nastavení procesních časů. Nastavení zmetkovosti produktů. 70

71 6) Určení velikosti výrobního bloku demo modely Mezioperační zásobník vyrovnávající disproporce ve výrobním toku. Nastavení atributů Potvrzení 71

72 6) Určení velikosti výrobního bloku demo modely Výstup (Drain) Ukončení produkce se sběrem statistky o průchodech. 72

73 6) Určení velikosti výrobního bloku demo modely Grafy Graf závislosti evidence záznamu průchodu zakázky na čase. Do vybraného procesu je vložena cesta k metodě mzaznampruchodu. Příklad pro stanici SingleProc. 73

74 6) Určení velikosti výrobního bloku co se zde naučíte? Co je to výrobní blok. Jak souvisí výrobní blok s dobou seřizování. Vnímat vztah závislosti velikosti výrobní dávky na čase. Co jsou to mezioperační zásoby a jaký mají vliv na propustnost výrobního systému. Co je to náběhová křivka produktu. Co zjistíme z analýzy bodu zvratu. 74

75 Časový harmonogram Cvičení Rozdělení úloh, časový harmonogram Analýza vstupních dat, propočty Pojmový model, struktura simulačního modelu Legenda: skupina 1. student 2. student 3. student 4. student Tvorba simulačního modelu Verifikace a validace modelu Matice experimentů, simulační experimenty Zhodnocení dosažených výsledků Dokumentace projektu, tvorba prezentace Prezentace projektu 75

76 2. přednáška - Vysvětlení témat semestrálního projektu Analýza dat Úkolem analýzy dat je sběr, třídění, očišťování, transformace, organizace a sumarizace informací s cílem formulovat doporučující závěry a řešení pro přijetí konečného rozhodnutí. Cílem našeho konání je tedy vytěžit důležité informace z dat získaných analýzou. Vstupní data Statistiky, grafy Znalost systému Přehled průchodů evidenčním bodem >> Montaz << C:\Dokumenty\AA_APP\V41\ZdrojDatabaze\DataExp_V2.mdb Tabulka: Hodinovka_A06_ Dny Analýza Čas [h] Ing. Vladimír Karpeta (VPS3/2) :36 Syntéza Analýza velikosti bloku prošlých objektů EB >> Montaz << Tabulka: Hodinovka_A06_253 Název pole znaku: BEO Hodnota znaku: A06 Datum a čas vzniku bloku na EB(Montaz) Průměrná hodnota = 2,024 Medián = 1 Modus = 1 Směr.odchylka = 1,777 Počet = 6773 Součet = kvartil = 1 3. kvartil = Velikost bloku >> BEO(A06) << C:\Dokumenty\AA_APP\V41\ZdrojDatabaze\DataExp_V2.mdb Absolutní četnost Rozpětí (max.;min.) = 21 Minimum = 1 Maximum = 22 Nejmenší(10) = 1 Největší(10) = 16 Vyhodnocované období: ( :00; :00> Ing. Vladimír Karpeta (VPS3/2) :33 Protikladem je syntéza dat. Tímto způsobem se snažíme složit více informací do jednoho celku. Často tak můžeme několik kusých informací povýšit na znalost systému. 76

77 Pojmový model Popisuje pomocí verbálního a matematického aparátu specifika reálného systému. Východiskem je reálný systém, který chceme Analýza dat Validace simulovat. Pomocí analýzy dat jsme schopni vytvořit pojmový model (ten musíme validovat míra shody s modelovaným systémem). Poté s určitou Simulace mírou abstrakce implementujeme pojmový Implementace Verifikace model do podoby simulačního modelu (verifikace zda vytvořený počítačový model reprezentuje pojmový model s určitou mírou přesnosti). 77

78 Tvorba modelu Princip tvorby modelu vychází z testování jednotlivých částí modelu (dle zvolené dekompozice modelu). Přistupujeme tak od 1. krok 2. krok jednodušších částí, přes spojení oblastí až k celku. Vhodné členění systému umožní průběžnou validaci a verifikaci systému. Pro verifikaci a validaci používáme prvky: 3. krok popisné statistiky, testy hypotéz, grafy. Pokud nelze ověřit správnost dosažených výsledků, neměli bychom postupovat k dalšímu kroku! 78

79 Produkce 2. přednáška - Vysvětlení témat semestrálního projektu Experimentování s modelem Experimentování s modelem nám pomáhá nalézt mezní hodnoty sledovaných veličin. Protože se v reálných situací může jednat o desítky či stovky testovaných variant, lze k tomu využít např. ExperimentManager. ExperimentManager pracuje s: výstupními proměnnými, vstupními proměnnými, maticí experimentů. 79

80 Interpretace výsledků Cílem je přenést výsledky dosažené pomocí simulačního experimentování zpět na reálný systém. Budeme řešit následující otázky: Co to bude pro systém znamenat? Co musíme udělat, co musíme změnit? Existují nějaká rizika spojená s daným řešením? Kolik to bude stát? Vyplatí se do zvoleného řešení investovat? (Tyto dvě otázky si ovšem klade již někdo jiný než nezávislý simulační expert). Je třeba podotknout, že může nastat situace, která vyústí v závěr: za daných vstupních podmínek nemá úloha řešení (nabízí se automaticky dotaz: Za jakých vstupních podmínek by jej měla? ), není třeba měnit nic (systém je na navrhovaný scénář již připraven málo frekventovaný případ). Plyne to z logiky věci, neboť simulační studie se snaží odpovídat na otázky, které před tím nebyly jinak zodpovězeny. 80

81 Prezentace výsledků projektu Cílem prezentace je představit výsledky práce za období jednoho semestru. Musíte se snažit přesvědčit o svém postupu a toto řešení si obhájit. Nelze ale říct, že projekt je pouze o závěrečné prezentaci! Naopak se skládá ze střípků: týmové práce, samotného modelu, prezentace v programu MS Powerpoint, závěrečné zprávy v programu MS Word, samotné dovednosti prezentace, zpětné vazby od vyučujícího. 81

82 Otázky z dané problematiky Co je to KANBAN a JIS odvolávka a jak systémy fungují? Jaký vliv mají mezioperační zásobníky na kapacitu výroby? Jakým způsobem ovlivňují rozdílné směnové režimy v různých výrobních oblastech výrobu samotnou? Jakými způsoby můžeme řídit zavážení montážní linky? Jaké existují strategie zavážení skladu vzhledem k jeho lokaci? Jak souvisí výrobní blok s dobou seřizování? Co rozumíte pod pojmy náběhová křivka produktu a analýza bodu zvratu? Co se rozumí analýzou dat a jaký je její vztah vůči syntéze? K čemu slouží pojmový model? Jakým způsobem přistupujeme k tvorbě modelu? Co je to experimentování s modelem a jaké vstupy k tomu potřebujeme? Co se rozumí interpretací výsledků? 82

83 83 Děkuji.