Ing. Matej Čopík Košice 2013 školiteľ: doc. Ing. Ján Jadlovský, CSc. Metodika návrhu a realizácie výrobných liniek s ohľadom na optimalizáciu času výroby Ing. Matej Čopík Košice 2013 školiteľ: doc. Ing. Ján Jadlovský, CSc.
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
Cieľ práce Vypracovať metodiku, ktorá poskytne metodický rámec ako postupovať pri tvorbe výrobných liniek vzhľadom na dosiahnutie stanovených požiadaviek na výrobu. Motto: „Čas sú peniaze“ Metodika sa zameriava na splnenie požiadaviek na výrobu v požadovanom čase (JIT), alebo na požadovanú výkonnosť. Otázkou je ako to dosiahnúť
Simulácia výrobných liniek Výhody 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
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
Petriho siete a ich vlastnosti Modelovanie výrobného systému pomocou PS Zovšeobecnených PS Časovaných PS Vlastnosti PS Dosiahnuteľnosť Ohraničenosť Bezkonfliktnosť Vlastné cykly
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.
Popis modelu výrobnej linky
Reálny model výrobnej linky
Popis modelu 1 pomocou PS Zovšeobecnená PS N = (P, T, pre, post, M0) Časovaná PS N = (P, T, pre, post, M0,Tempo),
Matice popisujúce PS Tempo = [19 3 10 3 90 7 1 6]
Incidenčná matica PS C = post – pre
Výpočet prepaľovacej sekvencie
Výpočet času transformácie PS t = Tempo * σ
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) = 20.7194 b) pri 70% výkone (3600 / 139) *(70/100) = 18.1295
Výpočet času údržby výrobnej linky 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 nákladov na výrobu F = [5 10 15 5 30 5 20 10] n = F * σ
Komplexnejší model 2
Incidenčná matica modelu 2 C [35x26] =
Časy prechodov modelu 2 Merané na PLC v ms Realizovaných 50 meraní, pri ideálnych podmienkach Za referenčnú hodnotu sa uvažuje priemerná hodnota 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]
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
Simulačné výsledky V ideálnych podmienkach 100% výkon 80% výkon 100% výkon 80% výkon 70% výkon Počet ks za 1 hodinu 80 64 56 Počet 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
Experimentálne výsledky V reálnych podmienkach pokles tlaku vzduchu, chýbajúca kocka, porucha 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
Vyhodnocovací softvér
Výpočet prepaľovacej sekvencie
Výpočet výkonnosti
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
Priestor pre Vaše otázky Ďakujem za pozornosť Priestor pre Vaše otázky