Simuleringsprogrammet FACTS Analyzer eller FACTS (Ng et al., 2007) är det program som analytikerna skall använda sig av vid uppbyggnaden av modellen i projektet. FACTS är ett program som är byggt på Simulation based optimization och Discrete event simulation. Därmed innehåller programmet flera algoritmer som används vid optimering. Användningen av optimeringsalgoritmer resulterar till att skapa flera olika lösningar som skall utvärderas innan tillämpningen (Ng et al., 2016).
Programvaran FACTS Analyzer används under detta projekt för att utveckla de framtagna konceptuella modellerna. Brukning av FACTS underlättar utvecklingen av de konceptuella modellerna som skall genomföras under detta arbete. Genom simuleringen kunde analytikerna utföra tre konceptuella modeller, där varje smörmaskin är en modell som återspeglar den verkliga produktionen på smöranläggningen. Med hjälp av gammalt kursmaterial kunde analytikerna uppdatera sina kunskaper i programvaran FACTS för att sedan återspegla företagets produktionsflöde i programmet.
David Daoud & Mohamed Barbiche 21 Augusti 2020
5 Analys av processen 5.1 Processkartläggning
Det är nödvändigt att erhålla en processbeskrivning av processen som råvaran kommer att gå igenom innan utvecklingen av en konceptuell modell. Detta kommer att öka förståelsen om hur planeringen samt produktionen sker på företaget.
Produktionsplaneringen på mejeriet är baserad på prognos. Utifrån prognos skall planeringen se till att lagernivån på artiklar är i rätt mängd, detta för att klara kundernas behov. Ordrar från kunderna resulterar till lagerminskning eftersom att företaget använder sig av produktionssystemet FIFO (First in First out), vilket innebär att de första producerade varorna skickas till kund. Företagets buffertlager skall vara tillräckligt stort för att leverera produkter till kunderna inom två dygn.
Planeringens arbetsuppgift är att säkerställa tillgängligheten på råvarumaterial så att produktionen kan styras av kundbehovet. I detta kapitel skall en beskrivning av Kap och Map produktionsanläggningen genomföras.
Företaget har tillgång till åtta stora samt tre mindre gräddetankar. Alla gräddetankar rymmer olika volymer. Mejeriet har även säsongvariationer, där mycket mjölk levereras in på våren och tvärtom på hösten. Detta löses genom att förpacka överskott av smör på våren. Varje smörpackning är 25 kg.
Förpackningen sker i linje 6 innan smöret fryses in. På hösten skall det frysta smöret tinas upp till 0 grader för att sedan skickas till Reworker 7, som vidare i rapporten skall kallas för RW7. Från ”RW7”
skall det vidare till Smörsilo 3 och därifrån kan pumpas skickas till Smörmaskin 2 eller Smörmaskin 3 för produktion.
Det finns även en stor del oidentifierat spill som företaget inte vet någonting om. Det är skillnad mellan gräddens involym och dess utvolym. Detta spill går till en avloppstank. De skall börja mäta innehållet på spillet för att identifiera problemet. För mer information gällande tillsättningarna som sker vid produktion, se nedan.
Vatten tillsätts till samtliga tre smörmaskiner samt ”Daily Blender 5” och ”Daily Blender 6”, vidare i rapporten skall Daily Blender kallas för DB. Vatten skickas även till
”saltblandningsmaskiner”.
Smälltmap kommer ifrån DB5 och DB6 för att sedan skickas vidare till SMO-proc behandlingen. Efter detta kommer det tillbaka till T8707 och blir till mapolja. Sedan pumpas de vidare tillbaka till ”DB5” och ”DB6” efter en temperaturbehandling på ungefär 40 grader.
Restprodukter pumpas upp till T8700 och T8701.
Smälttsmör processas till smörolja i en diskpump och förpackas i en annan avdelning medan krossmör skickas till T8503 och T8504.
David Daoud & Mohamed Barbiche 22 Augusti 2020
Skummjölk är grunden till företagets syror. Skummjölken pumpas till ”B-syra” som utgörs av tre tankar med uppgiften att behandla bakterier. Detta sker genom kokning eller pastolisering. Tillsättning av bakteriekultur sker innan B-syrat skickas till samtliga tre smörmaskiner.
”D-syra” har samma procedur som B-syra, med en annan typ av bakteriekultur. ”D-syra”
skickas sedan upp till två lagertankar för att sedan skickas vidare till de samtliga tre smörmaskinerna. En annan typ av ”D-syra” skickas till saltblandningen.
Buksalt levereras med tankbil och placeras i Saltsilo för att sedan pumpas in i en våg där volymen enligt recept skall blandas i ”T8405” och ”T8406”. Det pumpas även in vatten vilket blir till saltlösning. Det andra saltet ”Finsalt” tillsätts i 25 kg säck. Detta salt tillsätts med syra vilket blir till saltlurry istället för saltlösning som läggs i ”T8409” och ”T8410”. ”Saltlurry”
skickas till samtliga smörmaskiner medan saltlösningen skickas till ”DB5” och ”DB6”.
Rapsolja från bil levereras till rapsoljelagret Map ”T8101” eller ”T8102”. Sedan pumpas det vidare till ”DB5” och ”DB6”.
Ekorapsolja från bil levereras till rapsoljelagret Map ”T8130” och ”T8131”. Sedan pumpas det vidare till ”DB5” och ”DB6”.
5.1.1 Produktionsflöde genom Smörmaskin 1
1: Inleverans av grädde sker till någon av de elva tillgängliga gräddetankarna. Detta sker cirka en till två gånger per vecka per tank. Grädden temperatur behandlas i gräddetankarna genom att värma och kyla grädden i olika förutbestämda steg. Temperaturbehandlingen sker i cirka 15 till 20 timmar.
2: När temperaturbehandlingen är slutförd är grädden redo för produktion. Enligt planen skall den pumpas vidare till “Smörmaskin 1”. Där kommer grädden att kärnas till smör samt tillsättas med vatten, mättad saltsyra och syror. Efter “Smörmaskin 1” finns det tre olika flöden som smöret kan pumpas igenom. I ett av flödena kommer smör att pumpas vidare till någon av de tre smörsilos som finns tillgängliga för buffertlager. Det andra flödet kallas för “KM1” där pumpas restprodukten som är kärnmjölk till ett tankelager. Det tredje flödet går till en “diskpump” där smöret smälts innan det diskas. Smältsmöret körs till behandling och sorteras till smörolja. Oljan packas sedan i hinkar eller kartonger som sedan säljs till kunder.
3: Från Smörsilo 1 och Smörsilo 2 som kan behandla 4 ton respektive 6 ton är det färdiga smöret redo för att pumpas vidare antingen till förpackningslinjerna 17, 15, 3, 4a, 4b, 6, 7,11 eller till en diskpump. Diskpumpen används till att pumpa produkten till ett processavsnitt där det blir till smörolja respektive Map olja. I förpackningslinjerna kommer packningen att ske enligt volym, exempelvis normalsaltad Kap 250 gram, extra saltat Kap 500 gram eller andra Kapsorter. Från
David Daoud & Mohamed Barbiche 23 Augusti 2020 Smörsilo 3 som kan behandla 4 ton smör, kommer smöret att skickas antingen till DB6, Smörmaskin 2, Smörmaskin 3 eller till förpackningslinje 10.
4: När förpackningen är slutförd kommer smöret att packas i någon typ av kartong, även här beror kartongens storlek och form på produktartikel samt slutkundens önskemål.
5: Kartongerna transporteras vidare till palleteringsavdelning där den placeras på pall med hjälp av företagets pallastare eller robot. Produkterna transporteras sedan vidare till kyllager.
För mer information kring produktionsflödet genom smörmaskin 1, se figur 8 nedan.
Figur 8: Flödet genom smörmaskin 1.
5.1.2 Produktionsflöde genom Smörmaskin 2
1: Inleverans av grädde sker till någon av de elva tillgängliga gräddetankarna. Detta sker cirka en till två gånger per veckan per tank. Grädden temperatur behandlas i gräddetankarna genom att värma och kyla grädden i olika förutbestämda steg. Temperaturbehandlingen sker i cirka 15 till 20 timmar.
2: När temperaturbehandlingen är slutförd är grädden redo för produktion. Enligt planen skall den pumpas vidare till Smörmaskin 2. Där kommer grädden att kärnas till smör samt tillsätts med vatten, mättad saltsyra och syror. Efter Smörmaskin 2 så finns det tre olika flöden, ett av flödena kommer smör att pumpas vidare genom till “DB6”. Det andra flödet som kallas för “KM2” så pumpas restprodukten som är kärnmjölk till ett tankelager. Det tredje flödet går till en “diskpump”, där smöret smälts innan det diskas. Smältsmöret körs till behandling och sorteras till smörolja. Oljan packas sedan i hinkar eller kartonger som sedan säljs till kunder.
David Daoud & Mohamed Barbiche 24 Augusti 2020 3: Smöret som pumpas till “DB6” kommer att gå igenom ett antal mixrar som mixar in rapsolja, saltlösning och mer vatten i olika mängder beroende på vilket recept som gäller.
4: När smöret blivit till någon av de Map-typer som företaget tillverkar pumpas de vidare till en Silo för buffertlagring.
5: Från Bufertsilon pumpas Mapen ut till någon av de tillgängliga förpackningslinjerna. Vilken eller vilka beror på artiklar som skall produceras, exempelvis normal saltat Map 300 gram, extra saltat 600 gram eller flera olika Map sorter. Diskpumpen används till att pumpa produkten till ett processavsnitt där det blir till smörolja respektive Map olja.
6: När Mapen är förpackad, vilket oftast sker i bägare placeras det i någon typ av kartong beroende på produktartikel samt slutkundens önskemål.
7: Kartongerna transporteras vidare till palleteringsavdelning där den placeras på pall med hjälp av företagets pallastare eller robot. Produkterna transporteras sedan vidare till kyllager.
8: Under höstsäsongen tinas det frusna smöret upp till 0 grader. Vidare skall smöret skickas till RW7.
Från RW7 kan smöret skickas vidare till Smörsilo 3 för att sedan pumpa det vidare till Smörmaskin 2.
Från Smörsilo 3 kan smöret även pumpas till DB6, där smöret kommer att tillsättas med rapsolja, saltlösning och mer vatten beroende på receptet. När smöret blivit till någon av företagets Map typer pumpas det vidare till Silo 6. I denna Silo kan företaget lagra 2,5 ton smör. Efter buffertlagret skall smöret skickas iväg till förpackningslinjerna 11, 8, 9, 10, och 12. Från Smörsilo 3 pumpas smör till förpackningslinjen 10.
För mer information kring produktionsflödet genom smörmaskin 2, se figur 9 nedan.
Figur 9: Flödet genom smörmaskin 2.
David Daoud & Mohamed Barbiche 25 Augusti 2020
5.1.3 Produktionsflöde genom Smörmaskin 3
1: Inleverans av grädde sker till någon av gräddetankarna. Detta sker cirka en till två gånger i veckan per tank. Grädde temperaturbehandlas i gräddetankarna genom att värma och kyla grädden i olika förutbestämda steg. Detta på grund av att tillhandahålla den optimal för att kärna.
Temperaturbehandlingen sker i cirka 15 till 20 timmar.
2: När temperaturbehandlingen är slutförd är grädden redo för produktion. Enligt planen skall den pumpas vidare till “Smörmaskin 3”. Där kommer grädden att kärnas till smör samt tillsätts med vatten, mättad saltsyra och syror. Efter “Smörmaskin 3” finns det tre olika flöden. Ett av flödena kommer smör att pumpas vidare genom till “DB5”. Det andra flödet som kallas för “KM3” pumpas restprodukten som är kärnmjölk till ett tanklager. Det tredje flödet går till en “diskpump”, där smöret smälts innan det diskas. Smältsmöret körs till behandling och sorteras till smörolja. Oljan packas sedan i hinkar eller kartonger som sedan säljs till kunder.
3: Smöret som pumpas till “DB5” kommer att gå igenom ett antal mixrar som mixar in rapsolja, saltlösning och mer vatten i olika mängder beroende på vilket recept som gäller.
4: När smöret blivit till någon av de Map-typer som företaget tillverkar pumpas de vidare till Silo 5 för buffertlagring, Silo 5 kan behandla 2 ton Map.
5: Från Bufertsilo 5 pumpas Mapen ut till någon av de tillgängliga förpackningslinjerna. Vilken eller vilka beror på artiklar som skall produceras, exempelvis normal saltat Map 300 gram, extra saltat 600 gram eller flera olika Map sorter.
6: När Mapen är förpackad, vilket oftast sker i bägare placeras det i någon typ av kartong beroende på produktartikel samt slutkundens önskemål.
7: Kartongerna transporteras vidare till palleteringsavdelning där den placeras på pall med hjälp av företagets pallastare eller robot. Produkterna transporteras sedan vidare till kyllager.
8: Det tinade smöret skickas till “RW7” för att sedan pumpas vidare till Smörsilo 3 där smöret skall lagras innan det skickas vidare till Smörmaskin 3. Samma produktionsprocess som beskrivs vid Smörmaskin 2 gäller här efter detta.
David Daoud & Mohamed Barbiche 26 Augusti 2020 För mer information kring produktionsflödet genom smörmaskin 11, se figur 10 nedan.
Figur 10: Flödet genom smörmaskin 3.
David Daoud & Mohamed Barbiche 27 Augusti 2020
6 Resultat
6.1 Datainsamling
För att kunna utveckla en konceptuell modell för simulering behövs flera olika datatyper. Under projektets gång har studenterna kommit överens med mejeriet att de skall ta fram fem olika datatyper för endast oktober månad. Dessa olika datatyper är enligt följande.
● Planeringsdata för de planerade produktion.
● Data på färdigproducerade produkter.
● Data på levererade produkter.
● Data på omställningar.
● Data på alla stopp i varje produktionslinje.
6.1.1 Data på den planerade produktion.
I tabell 1 nedan redogörs företagets planerade samt den verkliga produktionen under en vecka.
Enligt tabellen nedan beskrivs att företaget har planerat att producera 24 ton Map NS 16*300g EKO under denna vecka, men att den verkliga totala produktionen av samma Map typ blev 24,16 ton istället. För mer information angående de andra Map artiklarna, se tabell 1 nedan.
Tabell 1: Planeringdata för en vecka.
6.1.2 Data på färdigproducerade produkter.
I tabell 2 nedan beskrivs data på färdig produkt under oktober, v40. Dokumentet beskriver gräddeförbrukningen i ton för att tillverka respektive produkt. Tabellen visar att det förbrukades 4,3
David Daoud & Mohamed Barbiche 28 Augusti 2020 ton vid tillverkningen av smörolja svensk (konv). Där konv betyder vanligt grädde och inte ekologiskt.
Det förbrukades även 48 ton grädde vid tillverkning av Kap (eko), 623 ton grädde vid tillverkningen av Kap (konv), 59 ton grädde vid tillverkning av laktosfritt Kap (konv), 50 ton grädde vid tillverkning av Map havssalt (konv), 122 ton grädde vid tillverkning av Map eko (eko), 350 ton grädde vid tillverkning av Map normal saltat (konv) och 102 ton grädde vid tillverkning av Map extra saltat (konv). Tabellen visar tydligt att producering av produkter sker enligt en plan som kan se annorlunda ut från dag till dag beroende på hur lagernivån ser ut. Under detta projektarbete kommer inte fokus att läggas på företagets produktionsplan i förhållande till lagernivån. För mer information gällande gräddeförbrukningen för hela oktober månad, se bilaga 9.1.
Tabell 2: Gräddeförbrukning för vecka 40.
6.1.3 Data på levererade produkter
I tabell 3 nedan beskrivs antalet kartonger av de utlevererade produkterna per artikel under första dagen av oktober. Den visar också hur många produkter det finns i varje kartong samt hur mycket det tillverkades av produkten i kg. Tabellen visar att företaget levererade ut 373 stycken Map normal saltat 300x10g ekologisk vilket motsvarar 1 119 kg och 2 218 stycken Map normal saltat ekologisk 12x600g vilket motsvarar 15 969 kg. För mer information gällande andra artiklar se tabell 3 nedan.
Tabellerna visar även det totala antalet samt vikt i kg av de utlevererade produkterna. Gällande de utlevererade produkterna för hela oktober månad, se bilaga 9.2 där varje bilaga visar utlevererade produkter dygnsvis.
Tabell 3: Utleverans för 2019-10-1.
David Daoud & Mohamed Barbiche 29 Augusti 2020
6.1.4 Data på omställningar
Vid byte av tillverkningen mellan olika produktvarianter uppstår olika långa omställningstider beroende på vilken artikel som ska tillverkas. Tabell 4 nedan visar omställningstiderna på linje 8, där det tillverkas Map. Exempelvis tar det 40 min för att ställa om maskinen ifrån Blend 75 NS Eko -300*16 Sv-56046 till Blend 75 NS --300*16 Fi-56079. För mer information angående omställningstiderna se tabell 4 nedan.
Tabell 4: Omställningstider på linje 8.
6.1.5 Data på alla stopp i varje produktionslinje
Vid tillverkning av Kap och Map kan de färdiga produkterna gå igenom 12 parallella förpackningslinjer beroende på vilken produkt som tillverkas respektive storlek. Varje stopp i förpackningsmaskinerna orsakar stopp i produktionslinjen som respektive produkt går igenom. Med hjälp av företaget kunde data på alla stopp som uppstod under produktionen i oktober månad tas fram. Dokumentet som erhölls fördelade stopporsakerna detaljerad i vissa produktionslinjer, medan i andra linjer saknades orsakerna.
David Daoud & Mohamed Barbiche 30 Augusti 2020
6.1.5.1 Analys av stoppdata
Med hjälp av mjukvaran Expertfit kunde simuleringstekniker analysera data som erhölls för att ta fram teoretiska fördelningar som kan användas på simuleringsprogramvaran. Den utförda statistiken från såda indata analys från företagets produktion- och stoppdata på förpackningslinjer presenteras i figur 11 nedan. Syftet med indata analys var att ta fram teoretiska fördelningar samt deras parametrar på stopptider på varje förpackningslinje. Resultatet som beskrivs i Expertfit är uppdelade i olika distributionsfamiljer när dem anpassar sannolikhetsfördelningar för stoppdata tider.
Expertfitt grupperar distributionsfamiljer i tre olika delar, där distributionsfamiljen som får högsta värde är den bästa passformen för varje datainmatning. I Expertfit fördelas utvärderingen av resultatet enligt figur 12 nedan. Resultatet av analysen i Expertfit innebär att det finns tre olika utvärderingar som är dålig, bra eller obestämt. Resultatet har undersökts vidare med en grafisk valideringsmetod som histogram-diagram, resultaten från både histogrammet och figur 13 visar att mjukvaran hade lätt att upptäcka bra distributionsmodeller som beskriver processens stopptid vilket betyder att distributionsmodellen utvärderades som bra. En analys har genomförts på alla stoppdata tider vid produktionslinjerna. Figur 11 nedan visar att linje 8 har Pearson type VI som bästa fördelning, den visar även Fördelningens parametrar. Resultatet av utvärderingen hjälpte företaget att ta fram fördelningar samt parametrarna som passar bra till insamlade data men även hjälpte företaget att upptäcka bristen av data på vissa linjer som inte kunna hitta bra fördelningar som passar datan (se Figur 12).
Figur 11: Andelen för varje distributionsfamilj på lockapplikator, saknar lock i linjen 8.
David Daoud & Mohamed Barbiche 31 Augusti 2020
Figur 12: Utvärdering av resultatet.
Figur 13: Validering av Expertfit distribution.
David Daoud & Mohamed Barbiche 32 Augusti 2020 Figur 14 nedan visar beskrivande statistik som mean, median och variance.
Figur 14: Visar beskrivande statistik.
Tabell 5 nedan är en samlad granskning av utrustningstopptiderna på alla linjer, där det beskrivs vilken fördelning det togs fram samt dess parametrar. Det är viktigt att peka på att vissa förpackningslinjer har ett namn som företaget använder sig av, dessa linjer är linje 11 som har namnet Grunwald, linje 12 som har namnet Hassia och linje 15 som har namnet Serac. Tabellen visar även om förpackningslinjerna saknande tillräckligt med data. För att se alla fördelningar och statistiska utdata samt dess parametrar på varje linje genereras från Expertfit, se bilaga 9.3. På grund av de många fördelningar som ExpertFit har testat på detta arbete så har det visat sig inte riktigt passar med det insamlade stoppdata, har mejeriet och projektgruppen bestämt att göra uppföljning på nästa steg av projektet.
David Daoud & Mohamed Barbiche 33 Augusti 2020 Tabell 5: Fördelning och dess parametrar och datamängd på alla linjer.
David Daoud & Mohamed Barbiche 34 Augusti 2020
6.2 Konceptuell modell
Med hjälp av metoden IDEF0 kunde funktionerna som sker i systemets identifierats. Figur 15 nedan utvecklades med hjälp av metoden för att tydliggöra vilka ingångar, utgångar mekanismer samt kontroller som ingår vid produktionen. För mer information, se figur 15.
Temperaturbe
Med hjälp av metoden IDEF3 kunde studenterna utforma en instruktion av produktionsprocessen, vilket kommer att vara grunden till en konceptuell modell för simulering över hela
produktionsanläggningen. Studenterna delade upp produktionsprocessen i tre olika delar, där varje smörmaskin är en process. Detta underlättade arbetet avsevärt då tre små konceptuella modeller genomfördes istället för en stor.
En konceptuell modell för hela smörproduktionsanläggningen med samtliga tre smörmaskinerna utfördes med hjälp av verktyget IDEF. För mer information angående den konceptuella modellen, se figur 16 nedan.
David Daoud & Mohamed Barbiche 35 Augusti 2020 Figur 16: Instruktion av produktionsprocessen med hjälp av IDEF3.
För att beskriva konceptuella modellen har mallen för konceptuella modell använts från Robinson (2014) där det in-utdata samt begränsningar förklaras. Se bilaga 9.4 för detaljerad information.
Kap
Kap
Map
David Daoud & Mohamed Barbiche 36 Augusti 2020
6.2.1 Konceptuell modell genom smörmaskin 1
Med hjälp av FACTS simuleringsprogram kunde den konceptuella modellen genom smörmaskin 1 representeras. För mer information, se figur 17 nedan.
Figur 17: Konceptuell modell genom Smörmaskin 1.
David Daoud & Mohamed Barbiche 37 Augusti 2020
6.2.2 Konceptuell modell genom smörmaskin 2
Den konceptuella modellen genom smörmaskin 2 har också representerats med hjälp av FACTS simuleringsprogrammet. För mer information, se figur 18 nedan.
Figur 18: Konceptuell modell genom Smörmaskin 2.
6.2.3 Konceptuell modell genom smörmaskin 3
Figur 19 nedan återspeglar den konceptuella modellen genom smörmaskin 3.
Figur 19: Konceptuell modell genom Smörmaskin 3.
David Daoud & Mohamed Barbiche 38 Augusti 2020
7 Diskussion
Detta kapitel innehåller reflektioner kring projektarbetet. Även de svaga aspekterna under projektets arbetsgång kommer att diskuteras.
7.1 Genomförandet av projekt
Efter att ha läst studier och böcker om arbetet skapades en förståelse om de metoder och verktyg som skall användas vid genomförandet av en konceptuell modell. De tolv olika stegen vid simulering var grunden till detta arbete. Under detta projekt användes endast de första fyra momenten då en
Efter att ha läst studier och böcker om arbetet skapades en förståelse om de metoder och verktyg som skall användas vid genomförandet av en konceptuell modell. De tolv olika stegen vid simulering var grunden till detta arbete. Under detta projekt användes endast de första fyra momenten då en