<img height=\"1\" width=\"1\" style=\"display:none\" src=\"https://www.facebook.com/tr?id=445424938985795&ev=PageView&noscript=1\" />
 
 
 
 

 

 
 
 
+7 (812) 313-18-10 
 
 

Создание имитационной модели производства на промышленных предприятиях

 

 

Данная публикация является адаптированным переводом статьи "Creation of Simulation Model of Expansion of Production in Manufacturing Companies". Автор перевода  - Анастасия Першина, специалист IDEAL PLM по цифровому производству.

Приятного прочтения!

 

Содержание

  1. Аннотация. Цель данной статьи
  2. Введение. Краткая теория, плюсы и минусы симуляции производственных процессов
  3. Анализ существующего производства и описание продукции в выбранной компании
  4. Создание модели нового производственного цеха.

  5. Вывод. Польза имитационного моделирования

  

Аннотация

Целью данной статьи является описание пользы от использования инструментов симуляции производственных процессов. Симуляция наглядно демонстрирует, как функционирует  новое масштабированное производство на примере, разобранном в данной статье. При использовании имитационной модели есть возможность оптимизировать производственные процессы в программной среде, а затем реализовать эффективную, отработанную модель на реальном производстве. Для создания имитационных моделей в статье использован программный продукт Tecnomatix Plant Simulation. 

 

 

Введение. Краткая теория, плюсы и минусы симуляции производственных процессов

 

 

 

Краткая теория

Во введении описываются понятия: моделирование и симуляция, рассматриваемые далее в статье на примере реального производства. Немного теории, затем перейдем к практике.

Модель понимается как упрощенная картина реальности. Этот термин используется для обозначения имитации материального или нематериального объекта, независимо от того, с какой целью он формируется. Моделирование - это теоретический познавательный процесс, основанный на абстрактном мышлении. Идеальном мышлении. Характеризуется он как исследование одних объектов через призму других объектов. Задача моделирования - имитирование структуры и поведения реальных систем.

Симуляция систем является одной из форм процесса изучения.  Цель симуляции состоит в том, чтобы делать аналитические выводы и принимать решения, опираясь на эксперименты и моделирование систем. При симуляции учитываются объекты систем, их движение и взаимодействие друг с другом. Модель симуляции имитирует реальную задачу моделируемой системы. Базовая классификация симуляций показана на Рисунке 1.

Рисунок 1. Классификация симуляций

 

Плюсы и минусы применения имитационной модели производственных процессов

Преимущества:

  • Замена реальных экспериментов. Экономия денег, времени и ресурсов, затрачиваемых на реальные эксперименты
  • Помощь в принятии грамотных стратегических решений 
  • Возможность проводить виртуальные эксперименты со сценариями "что-если"
  • Модель позволяет проанализировать характеристики и оптимизировать производительность
  • Модель позволяет минимизировать риски при внедрении новой производственной концепции, при введении в эксплуатацию нового оборудования, а также при смене производственной номенклатуры
  • Tecnomatix, как инструмент имитационного моделирования, позволяет реализовать концепцию бережливого производства, что позволяет повысить конкурентоспособность организации в долгосрочной перспективе
  • Тактическое управление

    Tecnomatix позволяет:

    • Планировать прием заказов на производство, осуществлять прогноз выполнения заказов
    • Анализировать выполнение производственного плана
    • Создавать производственные графики
    • Оптимизировать загрузку ресурсов, порядок запуска, размер партий
  • Проверка моделей

    Tecnomatix позволяет:

    • Оперативно управлять графиками производства
    • Управлять параметрами существующей детализированной модели производства
    • Учитывать состояние оборудования
    • Прогнозировать цикл производства и сроки выполнения заказов
  • Возможность проверки решения, полученного другим путем
  • Лучшее понимание реальной системы
  • Рациональное использование пространства цехов и складов

 

Недостатки:

  • Симуляция требует приобретения и навыков применения специализированных инструментов, например, Tecnomatix Plant Simulation
  • Создание имитационных моделей часто занимает немало времени, но это время не сравнится с временными затратами на реальные эксперименты
 
 

Анализ существующего производства и описание продукции в выбранной компании

 

 

Выбранная компания занимается обработкой кожи, получаемой от поставщиков. Эта кожа проверяется, очищается, красится на рабочих местах, и основной производственный процесс фокусируется в зоне раскроя, где завершаются готовые изделия, например, автокресла и аксессуары для интерьера автомобиля. (Рисунок 2)

Рисунок 2. Финальный продукт компании

 

Конечным продуктом данной компании является обрезка кожи до желаемых форм и размеров. Эта кожа отсортировывается и упаковывается для конечного потребителя.

Из этих готовых выкроек шьют чехлы на автомобильные сиденья или чехлы на руль, а также другие части салона. Упрощенный производственный процесс показан на Рисунке 3.

Рисунок 3. Упрощенная схема производственного процесса

 

Более наглядно и прозрачно текущий производственный процесс показан в имитационной модели. Эта модель описывает текущее состояние и ход производственного процесса как в 2D, так и в 3D видах (Рисунок 4). Данная модель позволит в дальнейшем управлять разработкой нового производства в новом цехе, построенном компанией для расширения производства и создания учебного центра для новых сотрудников, которые будут приняты в компанию. На схеме производственного процесса номером 1 обозначен склад готовой продукции, в который продукт приходит из производственного цеха, и из которого затем продукция направляется заказчику для дальнейшей переработки. Номером 2 указан входной контроль кожи, осуществляемый работниками на рабочих местах. Эти позиции находятся в текущем производстве, по 12 на каждый тип рабочего, как показано на диаграмме. Кожу осматривают визуально, чтобы на ней разложить так называемых «лошадей» и отметить брак или повреждения. После входного контроля кожа распределяется и перемещается по верстакам, по столам, на которых находятся режущие лезвия, имеющие форму готовых изделий. При размещении на столах необходимо обратить внимание на отмеченный брак. Если нож попадает на поврежденную или бракованную часть кожи, то сырье будет потрачено впустую. Ножи разлагаются таким образом, чтобы полезный выход кожи был наибольшим, а отходы - минимальными. Кожа на рабочих местах расположена так, что режущие ножи соответствуют схеме брака, составленной на входном контроле для всех 12 рабочих мест. На каждом этапе находится по 2 рабочих. После распределения ножей кожа со столом перемещается по конвейерной ленте в режущий пресс для резки. Рабочие места, конвейеры и прессы показаны на Рисунке 4, под номером 3. Прессы находятся в текущем производственном процессе 3, и за каждый из них отвечает по одному человеку. Конвейеры должны быть синхронизированы и настроены, так как недостаточно качественная синхронизация приводит к блокировке движения. От столов и прессов с надрезом обшивки переходят к окончательному контролю и упаковке, обозначенной цифрой 4. Утвержденные выкройки располагаются друг на друге в соответствии с требуемым количеством. В одной упаковке заготовки хранятся так, чтобы в ней находились детали для одного или нескольких готовых продуктов. Например: готовое сиденье, чехол на руль или подлокотник. Предварительные упаковки хранятся на поддонах. После заполнения поддонов или выполнения заказа комплекты на тележках отправляются на склад готовой продукции по отмеченным дорогам. На складе поддоны сортируются по времени и экспортным заказам. После этого товар со склада отправляется на экспорт. Большая часть продукции экспортируется автомобильным транспортом, остальной продукт - с помощью железнодорожных грузоперевозок.

 

 
 

Рисунок 4. Изначальная модель производства в 2D и 3D видах

 

 
 

Создание модели нового производственного цеха

 
 

Как уже упоминалось, в компании построены новые помещения, в которых будут расположены: производственный цех и учебный центр. Помещения, находящиеся возле склада готовой продукции и старого производственного цеха, располагаются в недавно построенном здании на территории компании.

Новые рабочие места в производственном цехе будут иметь перечень работ, аналогичных рабочим местам в старом цехе. Характер производства останется прежним. Производства, вероятно, будет дифференцироваться только в том, что в одном цехе будут производиться продукты для одного клиента, а во втором - для другого. Предложение о размещении станков и рабочих мест было реализовано в предлагаемом плане нового здания и его помещений.

 Схематичный план этажа помещен в качестве подложки во Frame в программном обеспечении Tecnomatix Plant Simulation, и далее были определены его пропорции.

Поверх схематичного плана постепенно ставятся все модели станков и рабочих мест. Затем определяются связи между рабочими местами и последовательность операций. Далее устанавливается время операционной деятельности и задается программная логика, которая описывает операции для каждого рабочего места. В итоге определяется путь, который показывает отправку готовых поддонов на склад готовой продукции, расположенный в соседнем здании. На Рисунке 5 изображен вид здания сверху. В поле с номером 1 обозначено рабочее место для обучения, а в области с номером 2 показан план производственного цеха в 2D-виде.

 

Рисунок 5. План расположения нового цеха и распределение рабочих мест

 

На Рисунке 6 показано распределение работ в новом зале в 3D представлении в программном обеспечении Tecnomatix Plant Simulation. В этом зале имеется 8 входных контрольных рабочих мест, обозначенных цифрой 1. На этих рабочих местах работает по одному человеку за каждым столом. Под номером 2 изображены рабочие места, на которых расположены режущие инструменты. Их также 8 рабочих мест, за каждым столом стоят два рабочих. Также заявлено 2 режущих пресса. Каждое раскройное прессование управляется одним человеком. После резки прессованием, выкройки отправляются на рабочие места окончательного контроля и упаковки. Этих рабочих мест 4, они обозначены цифрой 3.

 

За каждым контрольным столом работает один человек. После упаковки и укладки, паллет покидает данный цех и направляется на склад готовой продукции в соседнем здании. Далее следует отправка покупателям.

Благодаря технологиям симуляции управление переходом на новую организацию цехов стало проще и эффективнее, проектирование делает возможной проверку правильности решений в новом производствев виртуальной среде перед запуском реального производства.

 

 

 

 

 

Рисунок 6. Рабочие места в 3D и обозначение отдельных рабочих мест

 

 
 

Вывод. Польза имитационного моделирования

 

 

В заключение, можно сказать, что при расширении производственных площадей, строительстве новых цехов, необходимо серьезно отнестись к вопросам размещения рабочих мест, компоновки оборудования, эффективности производства, в целом. Для решения задач оптимизации производства применяется имитационная модель, разработанная в Tecnomatix Plant Simulation. Благодаря имитационному программному обеспечению проверяется правильность Ваших решений для производственной единицы. В описанном выше примере программное обеспечение помогло выявить некоторые проблемы, которые не были предусмотрены в начале проекта. 

Эти проблемы возникали в основном при оптимальных настройках конвейеров для пресса. Нужно было пересмотреть несколько вариантов настроек, чтобы уменьшить их перегруженность. Программный продукт Tecnomatix Plant Simulation послужил подходящим инструментом для решения этой проблемы и фактической реализации производства в физической форме. Таким образом, моделирование завода можно считать отличным средством на стадии планирования и проверки планов для различных видов производств.

 

 

Вопросы по Tecnomatix






* Поля, отмеченные звездочкой, обязательны для заполнения

Нажимая на кнопку "Отправить", вы даете согласие на обработку своих персональных данных

 

 

Заказать звонок

Мы позвоним
в рабочее время

Позвоните мне
Нажимая на кнопку "Заказать звонок", вы даете согласие c Политикой обработки персональных данных
Спасибо,

Спасибо! Заявку получили, сейчас позвоним.

Подождите,

Ваша заявка обрабатывается!