Simulace vybraného kalibru

Simulace je situována na ideální podmínky výroby kalibru 19. Co si pod tímto pojmem představit, např. nedochází k přestavbě strojů na jiný průměr. Dále spouštění výrobní linky probíhá za normalizovaného času a linky se během výroby nemusí zastavovat, kromě čištění extrudéru. Parametry nastavované pro proces výroby jsou uvedené v tabulce. (Tab.

2.2) Tyto parametry jsou neměnné i pro vyšší rychlost výrobní linky. (Obr. 2.8)

Tab. 2.2: Hodnoty nastavení výrobní linky v programu Witness

NÁZEV Čistící směna Čištění extrudéru

Četnost Jednou za 3 týdny 1 – 4 x / 2 směny

Délka trvání 1 směna (720 min) 35 minut

Kde bylo nastaveno Stroje výroby (celkem 5ks)

Zdroj: vlastní zpracování

Dále je na stroji nastaven odpad a to v hodnotě 8% z celkového množství zapracovávané masy. Hodnota odpadu vychází z firemních dokumentů pro daný kalibr a je do stroje zavedena jako výstupní pravidlo:

PERCENT odpad_V1 8.00, vyroba01 92.00 8% vložit do odpadu a 92% vložit do stroje výroba

Element odpadu je Buffers.

Obr. 2.8: Ukázka nastavení výrobní linky Zdroj: vlastní zpracování v programu Witness

Na procesu úpravy střívka byla nastavena navrhovaná směnnost (stroj se zastaví pouze v pauze na oběd, což je 2x denně na 30 minut). Kromě čistící směny byla nastavena i výměna dílů. U těchto dílů dochází k opotřebení. Mazání stroje je řešeno během čistící směny a u míst s vyšší četností dochází k mazání, když stroj nepracuje. Celkem je potřeba mazat 9 strojních částí a to v závislosti na odpracovaných motohodinách. Tedy nemusí být čas zastavení stroje navýšen o mazání. Dále byl nastaven čas na výměnu role. (Tab. 2.3) U předchozího procesu se to řešilo jednoduše, nastavením času cyklu na fiktivním stroji výroby. Zde to nebylo možné, z důvodu že se změna role ukazovala, jako čas kdy stroj čeká (je blokován) a tedy ve vyhodnocení vytěžitelnosti stroje to snižovalo hodnotu. Bylo tedy zavedeno opatření, kdy se tento čas udal jako cyklická hodnota u přestavby stroje.

(Obr. 2.9)

Tab. 2.3: Hodnoty nastavení stroje úpravy v programu Witness

NÁZEV Čistící směna Výměna dílů Navedení role

Četnost

Jednou za 3 týdny Jednou za 5 dnů

Při výměně role (po 5 000 ks

roubíku)

Délka trvání 1/2 směna (360

min) 40-55 minut 10 min

Kde bylo nastaveno Stroje s označením úprava

Zdroj: vlastní zpracování

Obr. 2.9: Ukázka nastavení stroje úpravy (Breakdowns) Zdroj: vlastní zpracování v programu Witness

Obr. 2.10: Ukázka nastavení stroje úpravy (Setup) Zdroj: vlastní zpracování v programu Witness

Poslední nastavovaný parametr je odpad:

PERCENT odpad_U2 6.00, tac2 94.00

6% vložit do odpadu a 94% vložit do stroje výroba

Element odpadu je Buffers a hodnoty vychází z firemních statistik.

Nyní byla provedena simulace pro různý čas konečného zpracování TO, měnil se i počet upravujících strojů (6-8ks). Nastavení výrobních linek bylo konstantní. Čas je průměrně 6 sekund, ale záleží na typu TO a zakázce. V tabulce (Tab. 2.4) jsou hodnoty pro čas zpracování TO na šesti strojích úpravy. Celá tabulka výsledků simulací je v příloze č.3.

Druh vytíženosti jednotlivých strojů je v rozmezí několika setin procenta pro hodnoty výměny role a výměny dílů, pro stav nečinný a zaneprázdnění je rozmezí vyšší, pohybuje se do dvou procent. Výjimku tvoří pouze varianta s osmi stroji úpravy, kde rozmezí hodnot jednotlivých strojů dosahuje až 5,2%, je to z důvodu nevytíženosti stroje a různého času čekání na zpracovávaný materiál, role. I přes to je pro porovnání jednotlivých variant použita průměrná hodnota. V tabulce (Tab. 2.5) je shrnuto porovnání simulovaných

variant. Výběr varianty s ideální vytěžitelnosti strojů úpravy je hodnoceno porovnáním času nečinnosti stroje s počtem rolí ve skladu. Tento sklad je před procesem úprava a bude navrhnuta jeho kapacita. Právě zde se ukazuje, že i když stroje nemají procento nečinnosti nulové tak nezvládají zpracovávat role ze skladu. Kde dochází k hromadění. Toto je přehledně vidět na variantě se sedmi stroji úpravy pro čas zpracování 5,4s a 5,6 s. Proto byla provedena simulace i pro čas 5,5s. Ze simulace vyplývá, že zlom vytěžitelnosti stroje, který má vliv na hromadění rolí ve skladu, je v rozmezí 1-3 % nečinnosti stroje.

Tab. 2.4: Ukázka hodnot variant pro simulaci s šesti stroji úpravy TO

6 strojů úpravy a změna času tvorby roubíku

var. vytíženost

Jak je vidět u varianty se sedmi stroji úpravy a časem zpracování 5,2s při zvýšení procenta nečinnosti stroje na 5,68 již dochází k čekání stroje na vstupní materiál. Množství rolí vyprodukovaných předchozím proces výroby zůstává vždy stejné, 1823ks. Ve výrobním procesu se mění pouze rozpracovanost, na to má vliv nastavení proměnných hodnot u četnosti čištění extrudéru. Vzhledem k proměnlivému času konečné úpravy a možnosti zvýšení rychlosti výrobní linky je nutno počítat s osmi stroji úpravy, i když na určitý typ zakázky by bylo postačující jen sedm strojů.

Tab. 2.5: Souhrn výsledků simulace prokalibr 19

celkový průtok [ks] 1823 1689 1447

na konci simulace [ks] 0 134 376

max. [ks] 7 134 376

8.66 0.12 0.06

88.07 96.44 96.49

1.82 1.99 2.00

1.46 1.45 1.46

celkový průtok [ks] 1823 1747 1499

na konci simulace [ks] 0 76 324

max. [ks] 6 77 327

11.70 0.27 0.07

85.06 96.21 96.42

1.82 2.05 2.06

1.42 1.45 1.46

celkový průtok [ks] 1823 1804 1548

na konci simulace [ks] 0 19 275

max. [ks] 5 22 275

celkový průtok [ks] 1823 1818 1607

na konci simulace [ks] 0 5 216

max. [ks] 5 9 218

17.67 5.68 0.09

79.39 90.79 96.26

1.82 2.08 2.20

1.13 1.45 1.46

celkový průtok [ks] 1823 1823 1658

na konci simulace [ks] 0 0 168

max. [ks] 4 6 170

19.05 8.98 0.10

78.00 87.48 96.16

1.82 2.08 2.28

1.13 1.46 1.46

celkový průtok [ks] 1823 1823 1718

na konci simulace [ks] 0 0 105

max. [ks] 4 3 106

Bylo počítáno s tím, že se jedná o zakázky bez operace tvorby uzlíku na jednom konci TO, což tvoří polovinu zakázek. Druhá polovina výrobků je distribuována s uzlíkem. Dochází tedy ke změně času ve stroji obsluha, doposud byl čas shodný s časem upravujících strojů.

Operaci uzlíkování trvá obsluze osm sekund. V reálním provoze má obsluha čas na předpřipravení proloží do krabiček, protože cyklus stroje je nižší než čas na manipulaci s roubíkem, v operaci bez uzlíkování. To se ovšem mění při uzlíkování, jak je vidět na obrázku (Obr. 2.11) došlo k přidání strojů obsluhy. Pro tuto simulaci byla volena varianta se sedmi stroji úpravy a časem 5,4 sekund kde se vytíženost strojů hodnotí jako maximální možná a tedy bude zřejmá i nejvyšší zatížitelnost obsluhy. Obsah TO v roubíku zůstává též ponechán. Pro roubíky s výšším obsahem, např. 20m naroste čas úpravy průměrně jednou tolik a operace uzlíkování trvá stále jen 8 sekund, tedy obsluha má dostatek času na přípravu krabiček i uzlíkování. Proto je simulace zaměřena na vybranou variantu.

Obr. 2.11: Model pro operaci uzlíkování Zdroj: vlastní zpracování v programu Witness

Doposud nebylo potřeba řešit trasovatelnost výrobku, protože se roubíky na úpravně zpracovávali postupně z role na stroji. Nyní, při přidání pomocné obsluhy (na obrázku označena pom_obsluha) je třeba zajistit, aby krabička obsahovala roubíky zpracovávané postupně z jedné role. Toho bylo docíleno změněním typu stroje úprava na Assembly, tedy ze stroje je výstup už krabička se 70ks roubíku. Čas stroje byl přepočítán z 5,4sekund na jeden roubík na 6,3min potřebných na úpravu 70ti roubíků. Hodnoty odpadu se nemění, protože jsou dané procentuálně a ne kusově. Dále byla do modelu přidána proměnná typ Integer, která pracuje s množstvím krabiček ve skladu tác a je na ní navázáno nastavení stroje pomocné obsluhy. Tento stroj pracuje pouze tehdy, jsou-li ve skladu tác více jak dvě krabičky. Jeho vytíženost se pohybuje okolo 36%, a proto je přiřazen pro dvě pracoviště.

Byla provedena i simulace kdy pomocná obsluha náležel třem pracovištím, ale docházelo k hromadění krabiček ve skladu tác. Funkci realizuje pomocí vstupního pravidla:

IF Pocitadlo01 > 2

Jestliže má počitadlo 01 vyšší hodnotu než 2, vezmi ze skladu tac1, v jiném případě vezmi, když je počitadlo 02 větší než dva ze skladu tac2, pokud ani tato druhá podmínka není splněna, čekej.

Hodnota proměnné počitadlo je definovaná ve skladu tác jako vstupní a výstupní podmínka:

Pocitadlo01 = Pocitadlo01 + 1

Jestliže do skladu vstoupí krabička, navýší se hodnota počitadla o 1.

Výstupní podmínka říká, sniž hodnotu počitadla o 1, zápis se liší v matematickém operátoru, u výstupu je mínus. Každý stroj úpravy má vlastní proměnnou počitadlo. Funkce

stroje krabičky nyní převzal sám upravující stroj, a proto byl tento element odstraněn.

Vytíženost přidané a stávající obsluhy (Obr. 2.12) je dle předpokladu odlišní. Aby nedocházelo k navýšení nečinnosti strojů obsluhy, z důvodu čistící směny na strojích úpravy, byl zde zaveden stejný cyklus. Přidaná obsluha (na obrázku označena jako pom_obsluha) je zaneprázdněná více jak 70%.

Obr. 2.12: Stroje úpravy s pomocnou obsluhou Zdroj: Výstupní hodnoty simulace

Čas nečinnosti je ovšem využit pro přípravu krabiček a proloží. Odebírání vzorků na testování. Při sedmi strojích je jedna přidaná obsluha vytížena jen z 36% a tedy má přibližně 2/3 směny čas na ostatní činnosti, na úpravně je potřeba provádět vodní test a test obsahu sušiny. I při vykonávání těchto testů není obsluha zcela vytížena. Procenta vytíženosti strojů úpravy pod názvem „Broken Down“ znamenají zastavení z důvodu čistící směny.

Je plánováno navýšení rychlosti výroby TO. Teoreticky výrobní linka má dosahovat rychlost 11 000m/hod ale vyskytli se problém v jednom ze členu linky a proto bude následná simulace upravena jen pro rychlost 10 500m/hod, kterou při výrobě kalibru 19 je možno dosáhnout. Přepočetl se tedy průtok hmoty na danou rychlost, nastavila se na stroji výroba, hodnoty fiktivního stroje výroby zůstaly nezměněny. Změnila se využitelnost strojů a bylo nutno přidat osmý stroj úpravy (Obr 2.13). Na obrázku je patrné rovnoměrné využití strojů pomocné obsluhy. Čas čekání je způsoben vyprázdněním skladu rolí. Změna rychlosti zvedla produktivitu výrobních linek o 7%, a tedy počet rolí, které prošli sladem, se změnil z 1823 na 1945ks. Při porovnání předchozí simulace pro variantu s osmy stroji úpravy a časem jejich práce 5,4sekund je zde patrný pokles nevyužití strojů o 5%. (Tab 2.5; Obr 2.13).

Obr. 2.13: Vytíženost strojů úpravy při zvýšení rychlosti výroby Zdroj: Výstupní hodnoty simulace

Obr. 2.14: Stroje obsluhy s pomocnou obsluhou po navýšení rychlosti výroby Zdroj: Výstupní hodnoty simulace

Nyní byla provedena simulace pro změnu času úpravy TO z 5,4 s na 6s. Došlo ke snížení času čekání obsluhy a čas práce pomocné obsluhy se snížil na 49%. Narostla vytíženost strojů úpravy, ale nedošlo k hromadění rolí ve skladě. I když čas čekání strojů úpravy byl v rozmezí 1-2%. Při porovnání krabiček, které prošly strojem balení, se hodnota liší o pouhých 0,056%, na tuto hodnotu má vliv nastavení proměnných, v periodě stroje výroby se mění četnost čištění extrudéru a na stroji úpravy je různá délka trvání výměny

opotřebených dílů.

Obr. 2.15: Vytíženost při navýšení procesu výroby a snížení procesu úpravy Zdroj: Výstupní hodnoty simulace

Vzhledem k vytíženosti pomocné obsluhy byla provedena simulace jen se dvěma těmito stroji (Obr. 2.16). Zde je vytíženost všech strojů pro konečnou úpravu TO v rozmezí 96-98%. Na konci simulace byla ve skladu pouze jedna role, maximální hodnota počtu rolí byla 8ks. Balící zařízení oproti variantě s vyšším počtem pomocné úpravy kleslo o pouhých 52 ks krabiček, což je méně než při předchozím porovnáním.

Obr. 2.16: Dva pom. stroji, po navýšení výroby a snížení rychlosti úpravy Zdroj: Výstupní hodnoty simulace

1.2%

1.1%

Doposud byly simulace zaměřeny na zkracování času úpravy TO. Ale vzhledem k reálnému provozu byla provedena simulace i pro větší čas úpravy TO, a to 7sekund. Při nechání vyšší rychlosti výrobních linek a zvýšení počtu strojů úpravy na 9ks došlo k hromadění rolí ve skladu. Na konci simulace sklad obsahoval 47ks rolí. Využitelnost strojů úpravy a obsluhy byla maximální. Ovšem využití pomocné obsluhy dosahovalo 22%, i když byla přiřazena ke třem strojům úpravy. V této variantě by postačila jedna pomocná obsluha. Následně byl změněn čas úpravy TO ze 7 sekund na 6,5sekundy. A pro tři stroje úpravy byla přiřazena jedna pomocná obsluha. Její vytíženost byla necelých 40 % a na stroji úpravy docházelo také k čekání. Další simulace byla pro čas 6,3 sekund. Kde vytíženost strojů úpravy dosahovala hodnot okolo 90 % (Obr. 2.17).

Obr. 2.17: Vytíženost pro vyšší rychlost výrobní linky a čas konečné úpravy 6,3s Zdroj: Výstupní hodnoty simulace

I když byly pro devět strojů voleny jen dvě pomocné úpravy, jejich čas čekání byl průměrně 32,96%. Vytíženost baličky dosahovala přibližně 34%, takto tomu bylo u všech simulací, které zvládaly zpracovávat role ze skladu.