KURZUS: Gyártási folyamatok szimulációja

MODUL: Mintapélda

3.1. lecke: Gyártási folyamat szimulációja

A harmadik modul egy mintapélda részletes bemutatásával segít a hallgatónak megérteni és elsajátítani egy összetett szimulációs modell felépítésére vonatkozó sajátosságokat. A mintapélda során bemutatásra kerül a modellezni kívánt feladat leírása és annak gyakorlati megvalósítása valamint a modellezés során felmerülő specifikus beállítások ismertetése.

Cél: A tananyag célja, hogy a hallgató egy mintapélda segítségével betekintést nyerjen egy gyakorlatias feladat megoldásába a feladat megfogalmazástól az eredmények kiértékeléséig.

Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes

  • megérteni a kiírás során megfogalmazott modellezési feladatot,
  • a mintafeladatban szereplő gyártósor objektumokból való felépítésére,
  • a mintafeladatban szereplő gyártósor parametrizálására,
  • elvégezni az emberi erőforrásokra vonatkozó beállításokat,
  • a szállítással kapcsolatos beállítások elvégzésére,
  • a modellezés kiértékeléséhez szükséges objektumok beállítására.

Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 60 percre lesz szüksége.

Kulcsfogalmak

  • mintamodell.
1. Mintafeladat bemutatása

Olvassa el és értelmezze a mintapéldára vonatkozó feladatkiírást.

A mintapélda egy gyártó folyamat modellezésébe nyújt betekintést. A gyártási folyamat során az adott gyártósoron egy időben többféle termék gyártása történik. A gyártósor vonalvezetésében elágazás is található, amely során, az egyik ágon az adott termékekhez plusz alkatrész beszerelése történik. A folyamat végén egy minőség ellenőrző állomás is található, amely után a hibás termék egy javítókör segítségével visszatér a főágba. A gyártósort automata és manuális állomások alkotják. A manuális állomások emberi erőforrás hozzárendelésével működnek a beállított műszakrendnek megfelelően. A folyamatban található egyaránt Művelet, Párhuzamos Művelet, Szerelés, Szétszerelés, Puffer, Áramlásvezérlő. A termékek továbbítása paletták modellezésével történik, a gyártási folyamat végén a termék raktárba kerül, a paletta pedig egy visszacsatolt ágon a folyamat elejére. A raktárból szállítóeszköz segítségével göngyölt formában elszállításra kerülnek a termékek. A modellezés kiértékelésekor vizsgáljuk az anyagáramlási irányokat, a műveleti helyek kihasználtságát, a gyártásközi és -végi tárolók telítettségi mutatóit.

Szimulációs mintamodell
1. ábra
2. Gyártósor felépítése objektumok segítségével

Olvassa el figyelmesen és számítógépe segítségével építse fel gyártósort.

Első lépésben az Eszköztárban elérhető objektumok segítségével leképezzük a folyamatot a megfelelő elrendezés figyelembevételével, majd az egyes objektumokat az anyagáramlási iránynak megfelelőn Összekötők segítségével összekapcsoljuk (2. ábra).

Gyártósort leképező objektumok
2. ábra

A következő lépésben a tevékenységeket jelölő objektumokat átnevezzük, az M-es kezdőbetűvel a manuális az A-s kezdőbetűvel az automata folyamatokat jelképezzük (3. ábra). Az átnevezés után célszerű esztétikusan egymáshoz igazítani az objektumokat. A mintapélda során az átnevezésnél a címkét is azonos névvel látjuk el, majd a megjelenő szövegrészek túlzsúfoltságát elkerülvén az MU nevek megjelenítését kikapcsoljuk, a Címke megjelenítését bekapcsoljuk.

Gyártósor layout
3. ábra
Mozgó objektumok (MU) definiálása

A modellezés során többféle MU-t szeretnénk használni, ezeket létre kell hozni és parametrizálni kell. Az Osztálykönyvtár/MUk mappában található Elem objektumból egy másolatot hozunk létre és Turbo névvel ellátjuk. A meglévő Elem és az új Turbo nevű elemeinket csak grafikusan fogjuk megkülönböztetni, ennek beállítását a megnyitás után a Grafika fülön találjuk (4. ábra).

Elem típusú mozgó objektumok grafikai beállításai
4. ábra

Ezen kívül a Konténer és a Szállítóeszköz tulajdonságait is definiálnunk kell. A Konténer kapacitását 1-re, a Szállítóeszköz kapacitását 5-re kell beállítani. A grafikus megjelenítés szabadon választható.

Eseményvezérlő

A gyártósor szimulációs futását egy mintahétig szeretnénk vizsgálni, ezért a szimuláció kezdetét és végét az Eseményvezérlő segítségével be kell állítani.

Eseményvezérlő beállításai
5. ábra

A későbbiekben beállítandó műszakrend alapján a kezdő dátumot egy hétfői napra és 6:00-ra választjuk. A szimuláció futását egy hétig szeretnénk vizsgálni, ezért a Vége időpontnál 7 napot állítunk be.

3. Objektum tulajdonságok beállítása, parametrizálás

Olvassa el, és a korábban létrehozott gyártósor parametrizálását végezze el.

A 2. ábra elnevezései alapján különböztetjük meg és végezzük el az egyes bementek beállításait.

Bemenet: Folyamatos, sorrend ciklikusan típusú MU generálás, táblázat segítségével négy különböző elnevezéssel.

Bemenet beállítások
6. ábra

Bemenet1: Folyamatos, konstans MU generálás Turbo típusú elemmel.

Bemenet1 beállítások
7. ábra

Bemenet2: 10 darab konstans MU generálás Konténer típusú elemmel.

Bemenet2 beállítások
8. ábra

A szállítószalagok hosszbeállítását a 9. ábra tartalmazza az elnevezések a 2. ábrának megfelelőn vannak feltüntetve.

Szállítószalag hosszméretek
9. ábra

Az A1 automata szerelő állomás beállítása során az alsó ágról érkező palettára egy darab bal oldali ágról érkező motor kerül rá. Szerelési tábla nem szükséges, a fő MU érkezési elődága az alsó ág, a szerelés módja az MU-k összekapcsolása és a kilépő MU a fő MU.

Az A2_A3_A4 automata párhuzamos műveletű állomás egyszerre három műveleti hellyel rendelkezik.

Az M3 manuális állomáson összeszerelésre kerül a főágról érkező motor és a mellékágról érkező turbó. Szerelési tábla nincs, a fő MU érkezési elődága a főág, a szerelés módja az MU-k törlése, kilépő MU a fő MU.

Az A6 automata szétszerelő állomáson történik a motor palettáról való levétele. A paletták a főágban felfelé folytatják útjukat, a motorok pedig a raktár funkciót ellátó pufferbe kerülnek. Szétszerelés módja az MU szétkapcsolása, a fő MU a felső ágra kerül, a kilépő MU a fő MU.

A felső ágon található Áramlásvezérlő segítségével a motorok anyagáramlási iránya kettéválasztásra kerül. A rövidebb ágra a motorok 40%-a, a hosszabbik ágra, ahol a turbó beszerelés történik, a motorok 60%-a megy.

Szállítószalag hosszméretek
10. ábra

Az alsó ágon található Áramlásvezérlő - amelyet QS névre módosítottunk - segítségével 10%-át a motoroknak a visszahurkolt felső ágra irányítunk, a 90% a főágban folytatja az útját.

A Kerethez adott AttribútumKezelő segítségével a manuális és az automata állomások valamint a pufferek beállításait központosítva fogjuk elvégezni. Első lépésben az objektumokat hozzárendeljük az AttribútumKezelőhöz, majd kiválasztjuk a szükséges attribútumokat (műveleti idő, kapacitás, rendelkezésre állás, javítási idő) és beállítjuk a megfelelő paramétereket.

Attribútum kezelő
11. ábra
4. Emberi erőforrás hozzárendelése a manuális műveletekhez

Olvassa el és végezze el a modelljében az emberi erőforrások modellezéséhez szükséges beállításokat.

A manuális (M-es) állomások tevékenységét emberi erőforrás segítségével szeretnénk szimulálni. Az emberi erőforrásokkal kapcsolatos objektumok és beállítások elvégzése előtt szükséges elvégezni egy Műszaknaptár hozzáadását a Keretünkhöz és annak műszakokra bontott definiálását (12. ábra).

Műszaknaptár
12. ábra

A manuális állomásokhoz is hozzá kell rendelni a műszaknaptár felügyeletet, amit az egyes állomások (M1, M2, M3, M4, Javito) megnyitása után a Kontrollok fülön tudunk végrehajtani.

Műszaknaptár hozzáadása művelethez
13. ábra

A beállítások elvégzése után a manuális állomások mellé az Eszköztár/Erőforrások fül alól Munkahelyet rendelünk, valamint a Bróker és DolgozóCsoport objektumot (14. ábra).

Munkahely hozzárendelés
14. ábra

Első lépésben beállítjuk a DolgozóCsoport objektumot. A főablakban a Bróker és Műszaknaptár objektumot meghivatkozzuk és lehetőséget adunk a dolgozóknak a munkahelyre való átsugárzódásra. A Létrehozásitáblázat segítségével beállítjuk az egyes műszakokban rendelkezésre álló dolgozók számát (15. ábra). A műszaknevek megegyeznek a korábban a Műszaknaptárban definiált elnevezésekkel.

Dolgozó csoport beállítások
15. ábra

Második lépésben a munkahelyekhez tartozó állomásokon beállítjuk az emberi erőforrásra vonatkozó igényeinket. Az Importáló fül segítségével aktívvá tesszük az igényt és meghivatkozzuk a Bróker objektumot (16. ábra).

Manuális műveleti helyek beállítása
16. ábra

Az eddigi beállítások elvégzése után a szimulációs modell működőképes állapotba került. A szimulációs futás addig fog futni, amíg a gyártósor végén lévő puffer objektum feltelítődik motorral, ezután visszatorlódik a rendszer. Ennek elkerülésére a raktár kapacitás felszabadítása végett az elkészült motorokat el fogjuk szállítani a raktárból.

5. Szállítási problémakör megoldása

Olvassa el, építse fel és állítsa be a szállítási megoldásra vonatkozó paramétereket.

Első lépésben a szállítási részhez szükséges objektumokat kell a Kerethez hozzáadni és megfelelő módon összekötni, elhelyezni (17. ábra).

Szállításhoz szükséges objektumok
17. ábra

A szállítást a lecke elején parametrizált Szállítóeszköz segítségével hajtjuk végre. A Bemenet3 objektum segítségével egy darab Szállítóeszközt generálunk. Az mintapélda során elkészített út hossza ~80 m, de ennek hossza és formája is lehet tetszőleges.

A fel és lepakolás beállításhoz TransferStation-öket alkalmazunk. Felrakodás során a motorok a pufferből az útra kerülnek, lerakodás esetén az útról a szállítószalagra. Hosszorientált objektumoknál figyelni kell a szenzor pozíciók megfelelő megadására. Felrakodás esetén a szállítóeszközünk kapacitásának megfelelően öt darab motor pakolunk fel.

Felpakolás beállítása
18. ábra
6. Grafikus beállítások

Lehetőség van a modell esztétikai megjelenésének fokozása, különböző vektor grafikai elemek megadásával. Ezeket a Keret/Vektorgrafika fülön (19. ábra) találjuk.

Keret vektor grafika
19. ábra

Itt lehetőségünk van különböző alakzatok formájában a gyártósorunk, szállítási modulunk valamint a segédobjektumok mögé hátteret készíteni. Bármely objektumforma kiválasztása és Keretbe történő rajzolása után az újonnan létrehozott grafikai elemre duplán kattintva beállíthatjuk a pontos megjelenési paramétereit.

7. Kiértékelés, diagramok

Olvassa el és állítsa be a kiértékelési megoldásokkal kapcsolatos beállításokat.

A kiértékelés során az anyagáramlási irányokat, a munkahelyek kihasználtságát és a gyártásközi és -végi tárolók telítettségi mutatóit fogjuk elemezni.

Kiértékelési objektumok
20. ábra

SankeyDiagram segítségével az anyagáramlási irányokat fogjuk vizsgálni. A Kerethez való hozzáadás után a vizsgálni kívánt MU-ot kell megadni, amely a motor lesz. A motort Elem típusú objektumból hoztuk létre, ezért annak az elérési útvonalát kell megadni (20. ábra).

Sankey diagram beállítása
21. ábra

Grafikon segítségével a munkahelyek kihasználtságát fogjuk elemezni. Az objektumokat az anyagáramlás irányának megfelelően (M1, A2_A3_A4, M2, M3 A5, M4, Javito) húzás-ejtés módszerével hozzáadjuk a Grafikonhoz az Erőforrás statisztika opciót választva. Az objektumok beállításán kívül egyéb dolgunk nincs, a kapott grafikonon láthatóvá válnak az egyes munkahelyek kihasználtsági állapotai (22. ábra).

Kihasználtsági grafikon
22. ábra

Egy másik Grafikon segítségével a gyártásközi és -végi tárolók telítettségi mutatóit fogjuk vizsgálni. Az objektumokat (Puffer, Puffer1, Puffer3) húzás-ejtés módszerével hozzáadjuk a Grafikonhoz a Kihasználtság opciót választva. Majd a Grafikon kezelőfelületén a Kijelző fülön a Plotter kategóriát választjuk. Ezután a Tengelyek fülön is elvégezzük a szükséges beállításokat. A megjelenítendő értékek számát az alapbeállításhoz képest tized nagyságrenddel megemeljük és aktiváljuk a görgetősávot. Az Y tartományt a vizsgált tárolók legmagasabb kapacitásához állítjuk 10-es mennyiségre. Az X értéket, ami az egyszerre megjelenítésre kerülő időintervallumot jelenti, ebben az esetben 8 órára állítjuk (23. ábra). A kijelzős és tengelyek fülön elvégzett beállítások azt fogják eredményezni, hogy a szimulációs futás elteltének függvényében a diagramra mindig a pillanatnyi érték fog kirajzolódni és a görgetősáv aktiválásával a korábbi értékek is visszakereshetők.

Puffer telítettségek megjelenítése
23. ábra