Nulägesbeskrivning redogör kortfattat för hur det befintliga fysiska systemet ser ut som helhet och hur produkttransporter genomförs med hjälp av portalsystem (Gantry robotar). En beskrivning av befintlig FACTS modell med portalsystemsmodellering och Plant Simulation ges också i detta stycke.
4.1 FYSISKT SYSTEM
Det fysiska systemet som skall efterliknas i simuleringsmodellen är ett bearbetningsflöde med mestadels avverkande bearbetning. För närvarande i flödet bearbetas fyra olika produktvarianter. Bearbetningsflödet är uppdelat i tre olika huvudavsnitt en grov-, fin- och slutdel och flödet startar vid operation (OP) 10 och slutar vid färdigvarulagret efter OP 335. I grovdelen bearbetas kärnämnet grovt och där utförs det mesta av den avverkande bearbetningen. Området grovdel inkluderar alla operationer från OP 10 till OP 90. Findelen innefattar operationer från OP180 till OP 165 lager och slutdelen operationer mellan OP 267 till Färdiglager.
Bearbetningsflödet innehåller också operationer där Statistical Process Control (SPC) eller på svenska Statistisk Process Kontroll (SPS) utförs för att upptäcka avvikelser hos produkten och/eller processen. SPC operationer finns både i utförande som inbyggda automatiska i maskinen och manuellt utförda av operatörer. En mer utförlig funktionsbeskrivning på respektive operation visas i bilaga 2.
18
Fleroperationsmaskiner som beskrivs i bilagan utför flera olika funktioner i samma maskin, exempelvis: borrning, fräsning och gängning. Figur 8 visar en övergripande bild av det totala bearbetningsflödet inkluderat alla delar. Blå prick visar starten av bearbetningsflödet och gul prick visar var flödet slutar. Streckade linjer har också lagts till för att enklare förstå hur produkten förflyttas i flödet
Figur 8: Övergripande bild på hela bearbetningsflödet.
4.2 PORTAL OCH TRANSPORTSYSTEM
För att transportera produkter (block/mellandel) mellan olika operationer används takhängda eller markbundna transportbandssystem (conveyor), portalsystem med Gantry robotar och på vissa ställen ledade robotar. Portalsystemen ombesörjer för transporter i flödet. Portalsystem har en eller flera åkvagnar som rör sig längst styrskenan och styrs av elektriska signaler från styrenheter även kallade PLC (Programmable Logic Controller). Hur transporterna utförs skiljer sig åt mellan olika portalsystem. Det finns tre olika varianter av transportsekvenser programmerade för flödets portalsystem. De flesta åkvagnar i flödet har dubbla platser för att lasta/lossa block eller mellandel. Dessa används till att förflytta produkter två och två mellan maskiner eller att lasta/lossa en produkt åt gången.
Texten nedan beskriver de olika transportsekvenserna och Figur 9 illustrerar de tre olika sekvensernas rörelsemönster. De horisontella streckade blå pilarna symboliserar åkvagnens rörelsemönster längst styrskenan. De vertikala blå pilarna symboliserar rörelsen för ladda/lossa processen.
Transportsekvens 1. I denna cykel utgår åkvagnen ifrån sin utgångsposition (pos.1) som ofta är nära positionerad till maskinen där produkten skall hämtas. När produkten är färdigbearbetad i maskin 1 transporterar sig åkvagnen dit längst
19
styrskenan och intar lastaposition (Load) (pos.2). Produkten lastas på åkvagnen vertikalt ur maskinen och när lasta processen är genomförd transporterar sig åkvagnen till maskin 2 där den intar lossaposition (Unload) (pos.3). Produkten lossas från åkvagn vertikalt till maskin och vagnen återgår sedan till ursprungsposition (pos.1) i väntan på ny färdigbearbetad produkt från maskin 1.
Transportsekvens 2. Här utgår åkvagnen från sin ursprungsposition (pos.1). När en produkt är klar i maskin 1 transporterar sig åkvagnen för att lasta produkten (Load) (pos.2). Vagnen transporterar sedan produkten till maskin 2 där den lossas (Unload) (pos.3). Vagnen står kvar vid maskin 2 (pos.3) och lastar på en färdigbearbetad produkt (Load) som sedan transporterar och lossas (Unload) i maskin 3 (pos.4).
Därefter återgår åkvagnen till ursprungspositionen vid maskin 1 (pos.1).
Transportsekvens 3. Här utgår åkvagnen från sin ursprungsposition (pos.1). När en produkt begärt lastning från lastabuffertplatsen (pos.2) transporterar sig åkvagnen dit för att lasta produkten (Load). Vagnen transporterar sedan produkten till maskin 1 där den lossas (Unload) (pos.3). Vagnen står kvar vid maskin 1 (pos.3) och lastar på en färdigbearbetad produkt (Load) som sedan transporterar och lossas vid lossabuffertplats (pos.4). Därefter återgår åkvagnen till ursprungspositionen vid maskin 1 (pos.1).
Figur 9: Egen illustration av de tre olika transportsekvenserna.
Sekvens 3 används när lasta- och lossabuffertplatser ligger nära varandra geografiskt och när en åkvagn ska serva flera maskiner.
4.3 SIMULERINGSMODELL FACTS
Det finns två befintliga simuleringsmodeller över bearbetningsflödet som i nuläget huvudsakligen används. En modell är skapad i mjukvaran Plant Simulation och är mer komplex och detaljerad samtidigt som den andra är gjord i en äldre version av FACTS
20
och har lägre komplexitet. I denna studie kommer huvudfokus att ligga på jämförelser med befintlig FACTS modell gällande layout av flöde och antal objekt.
Plant Simulation modellen kommer att användas för datainsamling av tider för portaltransporter och jämförelser i SCORE resultat.
Befintlig FACTS modell startar på OP10 och slutar vid färdigvarulager efter OP335 precis som det fysiska systemet. Modellen inbegriper objekt för råvarupåfyllning (Source), bearbetningsoperationer, SPC operationer, buffertar, lager (Stores), portalsystem (Assembly, Disassembly & Source), montering (Assembly), demontering (Disassembly), taktstyrning och kundleverans (Sink).
Processer som inte inkluderas i modellen är materialpåfyllning med truck, justeringsstationer, läckagetester och maskinoperatörer.
Tabell 1 visar antalet OP-, SPC-, Buffert-, Assembly-, Disassembly-, Source-, Sink-, Store- och Takt objekt som finns i FACTS modellen och även det totala antalet objekt sammanlagt.
Tabell 1. Antal objekt av respektive variant och totalt antal objekt ANTAL OBJEKT PER SORT STYCKEN
Operationer 96
Vid modellering av exempelvis kyltunnlar eller andra inneslutna operationer där många delprocesser innefattas har ett operationsobjekt använts för varje delmoment av processen vilket visas i figur 10. Ett taktobjekt styr takttiden för varje delprocess och tillgänglighetsgraden för processen som helhet har placerats i objektet OP272.
Figur 10: Exempel från modell av innesluten process med flera delmoment.
Buffertobjekt har använts för att modellera produkttransporter på takhängda- eller golvbundna transportband och även för fleroperationsmaskiner har detta objekt använts för att visa de olika delprocesserna inne i maskinen. Exempel på modellering av fleroperationsmaskin med hjälp av buffertobjekt visas i Figur 11. De tre buffertobjekten på bilden motsvarar tre olika positioner inne i maskinen på OP268_1.
21
Figur 11. Fleroperationsmaskin OP268_1 modellerad med buffertobjekt.
4.4 SIMULERINGSMODELL FACTS PORTALSYSTEM
För att modellera lasta/lossa processen för protalsystemets åkvagnar har assembly och disassembly objekt använts i befintlig FACTS modell. Buffertobjekt använts också som gemensamma knytpunkt för åkvagnarnas olika transportflöden.
Figur 12 visar ett exempel på hur portalsystem för OP20 modellerats. De lila pilarna i figuren visar flödet för portalsystem åkvagn 1. I Source-objektet Start_OP10_40 skapas en transportör (åkvagn 1) vid simuleringens start och denna rör sig sedan genom buffertobjekt OP10_40_P till operation OP10_40P och vidare till buffert OP10_40P_Åv1. Ett block väntar på portaltransport vid assembly-objekt Ladda20.
Åkvagn 1 förflyttar sig till Ladda20 där den paras ihop med blocket innan den kan transporteras vidare till disassembly-objekt D20. Här separeras åkvagn 1 och block igen till enskilda enheter och blocket fortsätter vidare till buffertplats för maskin SB20_1_IN samtidigt som transportören (åkvagn 1) återgår till ursprungspositionen OP10_40_P. Användande av assembly-, disassembly- och source objekt för att modellera portaltransporter i modellen förekommer på alla delar av systemet.
Figur 12: Exempel modellerat portalsystem OP_20
4.5 SIMULERINGSMODELL PLANT SIMULATION
Plant Simulation modellen är byggd direkt på CAD ritningen för bearbetningsflödet.
Modellen inkluderar bearbetningsoperationer, SPC, buffertar, lager, robotar och
22
portalsystem. I denna modell är flöden för omarbete och produkt tester inkluderade vilket inte var fallet med befintlig FACTS modell. Portalsystemen innefattar åkvagnar där acceleration och inbromsningshastigheter beräknas och hämtas från process datan. Specifika punkter längst styrskenan för åkvagnarnas vänte- och startpositioner har också modellerats för att ge mer exakta portaltransporttider och avstånd till de maskiner som skall servas. Tabeller för viktiga processnyckeltal har placerats ut i modellen och dessa uppdaterats med värden under simuleringskörning. Figur 13 visar en utvald del av Plant Simulation modellen där bearbetningsoperationerna OP10 – OP40 inkluderas. Transportband (conveyor) är också modellerade vid flödets start och portalsystemet löper längst med alla operationer.
Figur 13: Utvald del från Plant Simulation modell.