Metodika návrhu a realizácie výrobných liniek s ohľadom na optimalizáciu času výroby
description
Transcript of Metodika návrhu a realizácie výrobných liniek s ohľadom na optimalizáciu času výroby
Metodika návrhu a realizácie výrobných liniek s ohľadom na
optimalizáciu času výroby
Ing. Matej Čopík Košice 2013školiteľ: doc. Ing. Ján Jadlovský, CSc.
2
Obsah Cieľ práce Popis Petriho sieti Popis pružného výrobného systému (PVS) Popis modelu PVS pomocou PS Výpočet prepaľovacej sekvencie Výpočet času transformácie PS Výpočet výkonnosti výrobnej linky Popis modelu 2 a jeho analýza Vyhodnocovací softvér
3
Vypracovať metodiku, ktorá poskytne metodický rámec ako postupovať pri tvorbe výrobných liniek vzhľadom na dosiahnutie stanovených požiadaviek na výrobu.
Cieľ práce
Motto: „Čas sú peniaze“
Metodika sa zameriava na splnenie požiadaviek na výrobu v požadovanom čase (JIT), alebo na požadovanú výkonnosť.
4
Simulácia výrobných liniekVýhody simulácie: cena kompresia a expanzia času – model trvá dlhšie ako
skutočnosť, alebo naopak je možné ho predĺžiť vykonávanie kontrolovaných experimentov neovplyvňuje činnosť reálneho systému
Nevýhody simulácie: vytvorenie modelu vyžaduje odborné znalosti nezaručuje získanie optimálnych hodnôt skúmaných
parametrov systému vytvorenie komplexného modelu môže byť náročné
5
Voľba simulačného nástroja
Požiadavky na simulačný nástroj: nekomerčný, voľne dostupný jednoduchý na vytvorenie modelu možnosť matematického popisu s grafickým rozhraním „User friendly“ všeobecne poznaný a používaný
Petriho siete
6
Petriho siete a ich vlastnosti Modelovanie výrobného systému pomocou
PS Zovšeobecnených PS Časovaných PS
Vlastnosti PS Dosiahnuteľnosť Ohraničenosť Bezkonfliktnosť Vlastné cykly
7
Dosiahnuteľnosť stavu v PS
Mx = M0 + C * σ
Mx – M0 = C * σ
C-1 * (Mx – M0) = σ
Predstavuje prínos v problematike riešenia dosahnuteľnosti stavu v PS.
8
Popis modelu výrobnej linky
9
Reálny model výrobnej linky
10
Popis modelu 1 pomocou PS
Zovšeobecnená PS
N = (P, T, pre, post, M0)
Časovaná PS
N = (P, T, pre, post, M0,Tempo),
11
Matice popisujúce PS
1 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0
= 0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0
pre
0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0
= 0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 1
0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 0 1
post
5
0
0
0
0
0
= 0
0
0
1
1
1
1
0M
Tempo = [19 3 10 3 90 7 1 6]
12
Incidenčná matica PS
C = post – pre
-1 0 0 0 0 0 0 0
1 -1 0 0 0 0 0 0
0 1 -1 0 0 0 0 0
0 0 1 -1 0 0 0 0
0 0 0 1 -1 0 0 0
0 0 0 0 1 -1 0 0
= 0 0 0 0 0 1 -1 0
0 0 0 0 0 0 1 -1
0 0 0 0 0 0 0 1
-1 1 0 0 0 0 0 0
0 -1 0 1 0 0 0 0
0 0 0 -1 0 1 0 0
0 0 0 0 0 -1 0 1
C
13
Výpočet prepaľovacej sekvencie
4 5
0 0
0 01
0 01
0 01
0 01
= * - =0 01
0 01
1 01
1 11
1 1
1 1
1 1
+σ C
4 5
0 0
0 01,1481
0 01,2222
0 01,2716
0 01,3210
= * - =0 01,0370
0 00,7531
1 00,8025
1 10,
1 1
0 1
1 1
+yσ C
8519
14
Výpočet času transformácie PS
t = Tempo * σ
1
1
1
1t = 19 3 10 3 90 7 1 6 * =139
1
1
1
1
15
Výpočet výkonnosti výrobnej linky
Ideálny (100%-ný) hodinový výkon PVS
3600 / t = p
3600 / 139 = 25.8993
Reálny hodinový výkon je
a) pri 80% výkone
(3600 / 139) *(80/100) = 20.7194b) pri 70% výkone
(3600 / 139) *(70/100) = 18.1295
16
Požadujeme vyrobiť 25 kusov za hodinu
p * t = Tv
25 * 139 = 3475 sekúnd
Zostávajúci čas na údržbu je 125 sekúnd.
Pri 7,5 hodinovej zmene
125 * 7,5 = 937,5 sekúnd
Čo predstavuje 15 minút a 37,5 sekundy na
jednu zmenu.
Výpočet času údržby výrobnej linky
17
Výpočet nákladov na výrobu
F = [5 10 15 5 30 5 20 10]
1
1
1
1n = 5 10 15 5 30 5 20 10 * =100
1
1
1
1
n = F * σ
18
Komplexnejší model 2
19
Incidenčná matica modelu 2
C [35x26] =
20
Časy prechodov modelu 2
Tempo = [835 2800 830 515 9505 880 169 1956 21 54 173 7955 1342 344 131 251 788 351 32
248 6150 1104 1547 813 1001 2883 834]
Merané na PLC v ms Realizovaných 50 meraní, pri ideálnych
podmienkach Za referenčnú hodnotu sa uvažuje priemerná
hodnota
21
Analýza modelu 2
Požiadavky pre analýzu uvažujeme:
počet kusov vyrobených za 1 hodín počet kusov vyrobených za 8 hodín čas výroby jedného kusu čas výroby 100 kusov
22
Simulačné výsledky
100% výkon 80% výkon 70% výkonPočet ks za
1 hodinu 80 64 56Počet ks za
8 hodín 643 514 450
Výroba 1 ks 0:0:45.591 0:0:54.709 0:0:59.268
Výroba 100 ks 1:14:36.534 1:29:31.841 1:36:59.494
V ideálnych podmienkach
23
Experimentálne výsledky
Priemerný čas / ks Výkon[%]Počet ks za 1
hodinu 67 83,75
Počet ks za 8 hodín 554 86,16
Výroba 1 kusu 0:0:56.389 80,08
Výroba 100 kusov 1:28:11.965 84,59
V reálnych podmienkach pokles tlaku vzduchu, chýbajúca kocka, porucha
24
Vyhodnocovací softvér
25
Výpočet prepaľovacej sekvencie
26
Výpočet výkonnosti
27
Prínos práce Príspevok k problematike dosiahnuteľnosti
stavu v PS Návrh metodiky tvorby a analýzy modelu
výrobnej linky
Metodika tvorby modelu pomocou PS Metodika analýzy modelu PS vzhľadom na
časovú optimalizáciu výrobu Nástroj na matematickú analýzu PS,
orientovaný na časovú optimalizáciu výrobu
28
Ďakujem za pozornosť
Priestor pre Vaše otázky