Počítačová simulace logistických procesů II 4. přednáška - Analýza dat

Transkript

1 Počítačová simulace logistických procesů II 4. přednáška - Analýza dat 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. Důsledky na reálný systém, Process Designer XII. Rozhraní (Process Designer, MALAGA, TriCAD) 2

3 Cíl přednášky Porozumění mechanismu záznamu dat při průchodu zakázky výrobou (generující hodnoty časové řady) Pochopení podmínek a vazeb působících na vznik hodnot časové řady Získání přehledu o výrobním procesu a jeho kritériích Ozřejmit si postupy při zpracováním dat Uplatnění analýz v běžné praxi 3

4 Struktura přednášky Směnový a přestávkový režim Dosažená produkce (týdenní, denní, hodinová) Doba trvání operace (takt pracoviště) Doba výroby jedné dávky Doba na údržbu (přeseřízení) Využitelnost zařízení Charakteristika náhodné veličiny doby trvání prostoje / doby mezi prostoji Průběžná doba výroby Výrobní program (zadávání zakázek do výroby) Průběh obsazenosti zásobníku (kapacita zásobníku) 4

5 Směnový a přestávkový režim zaznamenávání data o průchodu zakázky (informace o průchodu každé zakázky a jejich příznacích ) Svařovna Lakovna Montáž KNR Datum_Cas Status Model Barva_VW Karoserie Kod_země Rizeni ZAVOD Evid_Bod :44:00 R100 6Y33T4 6D6D 1260 X9X L0L MB R :55:00 R100 6Y21B4 8T8T 1060 X1F L0L MB R :54:00 R100 6Y21D4 8T8T 1060 X1F L0L MB R :27:00 R100 6Y21D4 8T8T 1060 X1F L0L MB R :12:00 R100 6Y21D4 8T8T 1060 X1F L0L MB R :23:00 R100 6Y22D4 8T8T 1060 X1F L0L MB R :41:00 R100 6Y22D4 8T8T 1060 X1F L0L MB R :36:00 R100 6Y21B4 M7M X1F L0L MB R :42:00 R100 6Y21B4 M7M X1F L0L MB R :30:00 R100 6Y21D4 M7M X1F L0L MB R111 R111 FIS 5

6 Směnový a přestávkový režim zaznamenávání data o průchodu zakázky (načítání štítku na pracovišti svařovny) 6

7 Směnový a přestávkový režim Přehled prošlých karoserií evidenčním bodem R100 vznik prostoje polední přestávka průchod karoserie mimo výrobní dobu Přerušení výroby v rámci víkendu 3. Výroba v rámci jedné směny

8 Směnový a přestávkový režim Přehled prošlých karoserií evidenčním bodem R

9 Dosažená produkce Vycházíme z dat získaných z evidenčních bodů Určení kritérií: rozsah dat určených k analýze (ucelenost a konzistence) stanovení třídního intervalu měsíční, týdenní, denní, hodinová produkce vymezení třídního intervalu x, y) nebo (x,y určení znaku (atributu) charakterizujícího výrobek, který chceme zahrnout do analýzy výběr intervalů, které nebudou zahrnuty do popisné statistiky (např. vliv přestávky na produkci, extrémní prostoj, nejsme si jistí uceleností dat,...) 9

10 Počet [ks] Počet [ks] 4. přednáška - Analýza dat Dosažená produkce Analýza denní produkce jednotlivých typů za rok xy A04 B5 Dny Analýza denní produkce v jednotlivých směnách za rok xy Odpolední směna Ranní směna Noční směna Dny 10

11 Dosažená produkce hodinová kapacita (rozsah dat) 11

12 Dosažená produkce hodinová kapacita (vymezení intervalů) 12

13 Dosažená produkce hodinová kapacita (popisná statistika) 13

14 Dosažená produkce hodinová kapacita znak NH13G4 (vymezení intervalů) 14

15 Dosažená produkce hodinová kapacita znak NH13G4 (popisná statistika) 15

16 Dny Přestávka 4. přednáška - Analýza dat Doba trvání operace (takt pracoviště) Vycházíme opět z dat získaných z evidenčních bodů Určení kritérií: rozsah dat určených k analýze (ucelenost a konzistence) stanovení třídního intervalu měsíční, týdenní, denní, hodinová produkce vymezení třídního intervalu x, y) nebo (x,y určení znaku (atributu) charakterizující výrobek, který chceme zahrnout do analýzy stanovení odvozených ukazatelů: doba trvání operace = doba mezi průchody výběr intervalů, které nebudou zahrnuty do popisné statistiky (např. vliv přestávky na produkci, extrémní prostoj, nejsme si jistí uceleností dat,...) t K1 t K2 t Kn Čas [h] 16

17 Doba trvání operace (takt pracoviště) 17

18 Stroj S1 S2 S3 S4 S5 S6 NEPRACUJE OK OK LOGISTIKA PORUCHA NEPRACUJE Plán Stav Stroj S1 S2 S3 S4 S5 S6 NEPRACUJE OK OK LOGISTIKA PORUCHA NEPRACUJE Plán Stav Stroj S1 S2 S3 S4 S5 S6 NEPRACUJE OK OK LOGISTIKA PORUCHA NEPRACUJE Plán Stav 12 : 00 Stroj S1 S2 S3 S4 S5 S6 NEPRACUJE OK OK LOGISTIKA PORUCHA NEPRACUJE Plán Stav 12 : 00 Stroj S1 S2 S3 S4 S5 S6 NEPRACUJE OK OK LOGISTIKA PORUCHA NEPRACUJE Plán Stav 12 : přednáška - Analýza dat Doba trvání operace (takt pracoviště) přímo zaznamenávaná hodnota Informace o průběhu operace a stavu technologie Protokol taktu V Linka: UB2 Období: st Č. taktu Směna Začátek taktu Konec taktu Takt stanice [s] Čekání na násl. takt [s] Takt karoserie [s] AFO :06:11 22:06: :07:40 22:07: :09:06 22:09: :10:25 22:10: :11:47 22:11: :13:54 22:14: :15:25 22:15: :16:36 22:16: :17:17 22:17: :18:59 22:19: :20:03 22:20: :21:37 22:21: :25:36 22:25: :27:07 22:27: :28:29 22:28: :29:44 22:29: :30:59 22:31: :32:23 22:32: :33:36 22:33: :35:06 22:35: :36:20 22:36: :37:44 22:37: PLC 22:39:57 22:40: RÁMY L 22:41:00 22:41: OSM 22:42:05 22:42: PLC 22:43:08 22:43: :44:32 22:44: RÁMY P 22:45:46 22:45: PLC 22:47:16 22:47: KONTROLA 74 22:48:30 22:48: OSM TYPU FINIŠ 2 22:50:32 22:50: PLC 22:51:41 22:51: :52:41 22:52: FINIŠ 1 22:54:01 22:54: :56:12 22:56: Ovl. pult 22:56:50 22:57: Dopr. 1 Dopr. 2 Dopr. 3 22:58:27 22:58: Čtecí/zapis. hlavy Čtecí/zapis. hlavy Čtecí/zapis. hlavy FINIŠ 3 PLC Status 12 : 00 PODLAHY SVAŘENÁ PLC 12 : 00 UB1 OSM PLC ŘÍZENÍ A VIZUAL. DOPRAVNÍKŮ S7 PLC PODBĚHY PODLAHA DELTA M12B Optika RAMY DVERI OSM UB2 PLC PLC UB1 Interbus SVARENA SICALIS M14 18

19 Doba trvání operace (takt pracovišť) přímo zaznamenávaná hodnota 19

20 Doba trvání operace (takt pracoviště AFO 2310) přímo zaznamenávaná hodnota 20

21 Přestávka 4. přednáška - Analýza dat Doba výroby jedné dávky výrobek A výrobek B t n t 2 t 1 t n - doba výroby jedné dávky je stanovena rozdílem času ukončení výroby a času zahájení výroby daného typu výrobku (v tomto případě výrobku B) - pokud došlo během výroby k přestávce a tato činnost není v tuto dobu prováděna, je doba trvání přestávky odečtena (obdobně i směna ve které neprobíhá výroba, případně volné dny) - odečtení doby trvání poruchy provedeme na základě požadavku, zda chceme stanovit dobu výroby vzhledem k využitelnému časovému fondu 21

22 Časový fond Časový fond (ČF) výrobního zařízení (podniku) udává plánovaný počet dnů (resp. hodin) jeho činnosti za rok. Vyjadřuje tedy po jakou dobu může být dané zařízení v provozu. Rozlišujeme tři druhy časových fondů kalendářní, nominální a využitelný ČF. Kalendářní časový fond (365 dní * 24 hod) Nominální časový fond ((kalendářní časový fond ve dnech nepracovní dny) * počet směn * délka směny v hod) Nepracovní dny (soboty, neděle, svátky, dovolená) Využitelný časový fond Plánované prostoje skutečný objem výroby počet výrobků, který reálně vyrábím (nebo jsem vyrobil) výrobní kapacita maximální počet výrobků, které mohu vyrobit využití kapacity zjistím porovnáním skutečného objemu výroby a výrobní kapacitu 22

23 Konec Začátek Přestávka 4. přednáška - Analýza dat Doba na údržbu (přeseřízení) výrobek A výrobek B t Pn t P1 t P2 t P - doba na údržbu je stanovena rozdílem času zahájení výroby nového dílu a časem ukončení dílu předchozího - pokud došlo během údržby k přestávce a tato činnost není v tuto dobu prováděna, je doba trvání přestávky odečtena (obdobně i směna ve které neprobíhá výroba, případně volné dny) 23

24 BLOK(1) BLOK(2) 4. přednáška - Analýza dat Využitelnost zařízení 1 DMPK BLOK(1) 1 2 DMPK BLOK(1) 2 3 DMPK BLOK(1) 3 4 DMPK BLOK(1) 4 5 DMPK BLOK(1) 5 6 DMP 1 6:00 9:50 10:20 14:00 T VL DPP BLOK(1) Po DTP BLOK(1) 1 DPP BLOK(1) Před přestávka DPP BLOK(2) Po 7 DMPK BLOK(2) 6 DTP BLOK(2) 2 8 DMPK BLOK(2) 7 9 DMPK BLOK(2) 8 10 DMPK BLOK(k) n n DPP BLOK(2) Před - platí v případě velkého množství dat σn x=1 DTP x MTTR n kde: DTP doba trvání prostoje DMP doba mezi prostoji 1. směna σn x=1 DMP x MTBF n - využitelnost zařízení, také označována jako disponibilita zařízení kde: = T E ; = T A 24

25 ,3 Relativní četnost [%] 47,0 63,9 77,1 83,1 86,1 88,0 91,0 93,4 95,8 96,4 97,0 97,0 98,2 98,8 98,8 98,8 98,8 98,8 98,8 98,8 98,8 99,4 99,4 99,4 99,4 99,4 99,4 99,4 100,0 Relativní kumulativní četnost [%] 4. přednáška - Analýza dat Charakteristika náhodné veličiny doby trvání prostoje BLOK(1) / doby mezi prostoji DMP 1 BLOK(2) 6:00 9:50 10:20 14:00 T VL kde: DTP doba trvání prostoje DMP doba mezi prostoji n DPP BLOK(1) Po DMPK BLOK(1) 1 DMPK BLOK(1) 2 DMPK BLOK(1) 3 DMPK BLOK(1) 4 DTP BLOK(1) 1 DMPK BLOK(1) 5 DPP BLOK(1) Před přestávka DPP BLOK(2) Po DMPK BLOK(2) 6 DTP BLOK(2) 2 DMPK BLOK(2) 7 DMPK BLOK(2) 8 DMPK BLOK(k) n DPP BLOK(2) Před 1. směna 0,6 0,5 0, , , , f ( t) e t 0 -λt Doba do prostoje [h] - stanovení parametrů rozdělení - pomocí testů (např. Kolmogorva) ověření shodu empirického rozdělení s teoretickým

26 Průběžná doba výroby Úkolem je stanovit, jakou dobu trvá průchod zakázky výrobou Vhodná volba evidenčních bodů, které vymezují požadovanou výrobní oblast: pokud nás zajímá průběžná doba výroby v provozu svařovny pak zvolíme R1 vs. R2 v případě stanovení celkové průběžné doby výroby, pak zvolíme R1 vs. ZP viz obr. Svařovna Lakovna Montáž R1 R2 ZP Následně provedeme analýzu doby průchodu každého výrobku pro stanovené období 26

27 Průběžná doba výroby 23 hodin 27

28 posun 2 dnů posun 4 dnů 4. přednáška - Analýza dat Průběžná doba výroby zakázky, které zůstaly v rozpracovanosti během volna doba volna 28

29 Výrobní program (zadávání zakázek do výroby) 1. Časová řada proběhlé výroby 3. Velkosti bloků jednotlivých zakázek 4. Určení výrobní dávky a počtu opakování = Pro jednotlivé zakázky stanovit celkový počet vyrobených kusů

30 Průběh obsazenosti zásobníku (kapacita zásobníku), případně výrobní oblasti Úkolem je stanovení maximální rozpracovanosti výroby na základě analýzy z evid. bodů Vhodná volba evidenčních bodů, které vymezují požadovanou výrobní oblast: v tomto případě volíme R1 vs. R2 pro výrobu svařovny Svařovna Lakovna Montáž R1 R2 Na základě dat získaných za stejné období pro oba evidenční body (data jsou ucelená a konzistentní) provedeme odvozený výpočet aktuální obsazenosti - odstranění duplicitních průchodu - spárování zakázek (pouze záznamy, kdy prošla zakázka jak na R1 tak na R2) 30

31 Průběh obsazenosti zásobníku (kapacita zásobníku), případně výrobní oblasti extrémní obsazenost (přeplněnost systému) běžná maximální obsazenosti průměrná obsazenost minimum 31

32 Otázky z dané problematiky Co je to evidenční bod? Co znamená datová ucelenost a konzistence? Co lze zjistit na základě doby mezi průchody zakázky evidenčním bodem? Vysvětli pojem výrobní dávka. Definuj časový fond. Co znamenají zkratky MTTR a MTBF a jaké mají většinou pravděpodobnostní rozdělení? Jak lze stanovit využitelnost zařízení? Jaký je rozdíl mezi skutečným objemem výroby a výrobní kapacitou? Vysvětli pojem využitelný časový fond. 32

33 33 Děkuji.