אתגר המכונה Synchronization בחנויות Flows

בייצור מודרני, חנות זרימת הדם נותרה אחת הפריסה הנפוצים והיעילה ביותר עבור גבוה כרכים, ייצור חוזר. בסביבות כאלה, סדרה של פריטים תהליך תהליך תהליך באופן שווה לאורך נתיב קבוע.כל מוצר עוקב אחר אותו סדר של פעולות, מה שהופך את המערכת מועד צפוי מאוד.עם זאת, חיזוי זה מגיע עם תלות קריטית: להשיג באמצעות חישוב מקסימלי, כל מכונה חייבת לפעול קרוב להרמוניה מושלמת אפילו זמן הפעלה איטי יותר מאשר אפקט הפעלה איטי יותר, אפקט הפעלה מחדש של זמן הפעלה, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר מאשר זמן הפעלה מחדש, יעיל יותר מאשר זמן הפעלה מהירה יותר, הוא מסוגל ליצור אפקט הפעלה איטי יותר מאשר זמן הפעלה מחדש, יעיל יותר מאשר זמן הפעלה מהירה יותר, כלומר, אפקט מתפתח, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר מאשר זמן הפעלה מהירה יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר מאשר זמן הפעלה מחדש, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר מאשר זמן הפעלה מחדש של זמן הפעלה מהירה יותר מאשר זמן הפעלה מהירה יותר, הוא מסוגל ליצור אפקט הפעלה מהירה יותר, הוא מסוגל לייצר אפקט הפעלה מהירה יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, יעיל יותר,

סינכרון - ההיערכות המכוונת של מכונות מתחילות פעמים, שיעורי עיבוד וזרימה חומרית - הוא המפתח להימנע משיבושים כאלה.כאשר מכונות מסונכרנות, התפוקה של שלב אחד מגיעה בדיוק כאשר השלב הבא מוכן לקבל אותו, עם מינימום buffer מלאי. מאמר זה מציג מערכת מקיפה של אסטרטגיות להשגת ושימור סינכרוניזציה בסביבות זרימה.

הבנת איכות הסביבה: מאפיינים ומככים

לפני צלילה לטכניקות סינכרון ספציפיות, חיוני להבין את המאפיינים הייחודיים של פריסת חנות זרימה. בחנות זרימה טהורה, כל העבודות מעובדות על אותה מערכת של מכונות באותו סדר.זה מנוגד חנות עבודה, שבו routings יכול להשתנות. רצף קבוע פשטות תכנון אבל מציג תלות חזקה בין יצירות.

מאפיינים מרכזיים

  • עיבוד מכונה:0 (FLT:0) עיבוד מכונה חיוני: כל פעולה חייבת להסתיים לפני העבודה נעה בתחנה הבאה.
  • (FLT:0) עיבוד צו: 1FLT 1 כל מוצר משתמש באותו רצף מכונה, אם כי זמני עיבוד יכולים להשתנות על ידי סוג המוצר.
  • (ב) ⁇ :0) גמישות: 1FLT (ב) כאשר עבודה נכנסת למערכת, הנתיב שלה נקבע מראש.
  • (ב) רגישות גבוהה לשיבושים: 1FLT:1 התמוטטות מכונה אחת או בעיה באיכות בלתי צפויה יכולה לעצור את כל הקו.

ביצועים קריטיים

כדי להעריך יעילות סינכרוניזציה, יצרנים לעקוב אחר כמה מחוונים ביצועי מפתח:

  • (FLT:0)Makespan:cioFLT:1, הזמן הכולל הנדרש כדי להשלים רצף של מקומות עבודה. SynSyncization להפחית באופן ישיר את תוחלת החיים על ידי חיסול זמני המתנה מיותרים בין פעולות.
  • (ב) ,0) זמן רב: 1FLT: הזמן שכל מכונה אינה עיבוד.סינכרון שואפת למזער את הזמן על ידי התאמת קצב ההגעה והעיבוד.
  • (FLT:0)Work-in-מעבד (WIP): כמות המוצרים המוגמרים באופן חלקי במערכת. High WIP לעתים קרובות מצביעה על סינכרוניזציה גרועה ומובילה לזמנים ארוכים יותר.
  • שיעור ה-FLT:0 Throughput Rate: 1 (מספר המוצרים המושלמים ליחידת זמן.סינכרון נכון יכול להגביר משמעותית את השימוש ללא השקעה נוספת בבירה.

הבנת המדדים האלה מסייעת למנהלים לאבחן בעיות סינכרוניזציה ולתעד את ההשפעה של יוזמות לשיפור.עבור צלילה עמוקה יותר לתוך תיאוריית תזמון של קניות, חוקרי המבצעים מתייחסים לעתים קרובות למשאבים כמו FLT:0 מדע בדיוני בעמוד הנושא על זרימת תזמון חנות ה- 10.

אסטרטגיות לסינכרון מכונות מרובות

1 יישום Just-In-Time הפקה

Just-In-Time (JIT) היא פילוסופיה מבוססת ייצור שמקורה ב-Stoto, והיא מאומצת באופן נרחב בחנויות זרימה.הרעיון המרכזי הוא לייצר רק את מה שנדרש, בדיוק כאשר הוא נחוץ, ובכמות המדויקת הנדרשת על ידי תהליכים במורד הזרם.כאשר הוא מיושם ביעילות, JIT מבטל את הצורך בממציאים גדולים ומכשירים לפעול בסינתזה הדוקה.

עקרונות JIT ב- Flow Shops

  • (FLT:0) ,Kanban controlmia: FLT:1 פיזיקלי או אותות אלקטרוניים (קנבינים) מאשר את התנועה של חומרים ממכונה אחת לשנייה. A מכונה לא יכולה להתחיל לעבד אלא אם כן היא מקבלת קוואן מהלקוח מטה.
  • (ב) ,0) זרם בלתי פוסק: 1FLT 1 Cells מסודרים כך שחלקים נעים ישירות ממבצע אחד למשנהו ללא הקרנה.
  • ייצור ה-Hijunka: ההרחבה והשילוב של 1 (FLT:0) הם חלק לאורך זמן כדי להימנע ממגרעות שיפריעו לסינכרון.
  • (FLT:0) שינוי מהיר (SMED): ההרחבה המהירה של 1 (FeloLT:1) ושינויים בהקמה מאפשרים גודל קטן יותר, אשר בתורו מאפשר העברות תכופות יותר, קטנות יותר בין מכונות.

יישום JIT עבור Synchronization

כדי ליישם את JIT ביעילות, חנות זרימה חייבת לייצב תחילה את התהליכים שלה.זה כרוך צמצום הוורידיות בזמני עיבוד ולהבטיח אמינות גבוהה של מכונה.ב.בא, זמני מחזור מכונה צריכים להיות מאוזנים ככל האפשר.אם מכונה אחת פועלת באופן עקבי מהר יותר מאשר הבא, המכונה המהירה יותר תהיה מאומנת (אם למשוך אותות תפוקה) או לכפות קדימה (לבטל את המטרה של JIT).

אתגר משותף אחד הוא כי JIT מפחית את מברשות המלאי שפעלו באופן מסורתי כמגרשים להפחתה של יכולת ההלם.כדי לפצות, יצרנים משקיעים בתחזוקה מונעת, מפעילי אימון צלב ואוטומציה גמישה.התוצאה היא מערכת סינכרונית מאוד שמגיבת במהירות כדי לדרוש שינויים.

2.השתמשו ב-Seduling Algorithms

בעוד JIT מתייחס לסנכרון באמצעות אותות מושכים ופריסה פיזית, אלגוריתמים מתקדמים לתזמון מספקים מסגרת מתמטית לשמירת משרות ומשאבים. בחנויות זרימה, הבעיה הקלאסית היא לקבוע את סדר העבודה הממזער את תוחלת העבודה, בהתחשב בכך שכל העבודות חייבות לעבור דרך מכונות באותו סדר.

חוק ג'ונסון עבור שתי חנויות של Machine Flows

במקרה המיוחד של חנות זרימה דו-מכונה, הכלל של ג'ונסון מספק פתרון אופטימלי.האלגוריתם עבודות מסוימות המבוססות על זמני העיבוד שלהם על מכונות ראשונות ושניות, ומייצר רצף הממזער את הזמן השחת הכולל.הכלל פשוט: מקומות עבודה עם זמני עיבוד קצרים יותר על מכונה 1 מאשר על מכונה 2 ממוקמים מוקדם ברצף; אלה עם זמנים קצרים יותר על מכונה 2 ממוקמים מאוחר יותר.

אלגוריתמים גנטיים ומטירויים עבור מערכות Multi-Machine

כאשר לחנות הזרימה יש שלוש מכונות או יותר, הבעיה הופכת NP-Hard, כלומר הפתרונות המדויקים הם לא מעשי חישוביים עבור קבוצות עבודה גדולות. במקום זאת, metaheuristics כגון אלגוריתמים גנטיים (GAs), סימולציה של annealing, וחיפוש לשוני משמשים. אלגוריתמים אלה לחקור רצף אפשרי רבים, להעריך כל אחד נגד קריטריונים כגון הסתברות, זמן זרימה, או שימוש במערכות מודרניות יכול להגיע לאלגוריתמים בזמן אמתי זמן קצר, או אלגוריתמים חדשים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, להסתגל, אלגוריתמים חדשים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים חדשים, אלגוריתמים, אלגוריתמים חדשים, אלגוריתמים חדשים אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים חדשים אלגוריתמים, אלגוריתמים חדשים אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים אלגוריתמים, אלגוריתמים אלגוריתמים, אלגוריתמים,

לדוגמה, מתקן הזרקת הפלסטיק עם 12 מכונות עיבוד 50 חלקים שונים עשוי להשתמש אלגוריתם גנטי כדי למצוא רצף המקטין את זמן ההשמרה הכולל ואת מאזן עומסי המכונה.האלגוריתם מתפתח רצפי מועמדים במשך מאות דורות, בחירת אלה עם התוספת הנמוכה ביותר. לאחר יישום, לוח הזמנים מספק ציר זמן מדויק עבור כל מכונה, ומבטיח כי התפוקה של פעולות קודמות להאכיל את הפעולה הבאה ללא עיכוב.

חוקי התנתקות כאלטרנטיבה מעשית

בחנויות דינמיות שבהן מקומות עבודה מגיעים ברציפות, שליחת כללים (למשל, ארליך תאריך, זמן עיבוד קצר, הראשון-ב-ראשון-Out) מציעים גישה פשוטה, בזמן אמת, בעוד כללים אלה אינם מבטיחים אופטימליות גלובלית, הם יכולים לשמור על רמה סבירה של סינכרון עם חישוב מינימלי. בשילוב עם מחזורי recheduling באמצעות metaheuristics, הם מהווים פתרון היברידי כי הוא פתרון תזמון יעיל ו-FIN טכניקות תזמון ניתן למצוא את ה-FD.

יישום מעקב בזמן אמת ושליטה

אפילו את לוח הזמנים הטוב ביותר או מערכת JIT ניתן לשבש אירועים בלתי צפויים: מחשב קופה, כלי ללבוש כשל, וריאציות פתאומיות באיכות חומרי גלם. מערכות ניטור ובקרה בזמן אמת, אשר לעתים קרובות מופעל על ידי האינטרנט התעשייתי של הדברים (I), לספק את ה-IoT ואת הרגישות הדרוש כדי לשמור על סינכרוניזציה תחת אי ודאות.

חיישנים ורכישות נתונים

כלים מודרניים של מכונות מצוידים בחיישנים המדיקים מהירות ספין, טמפרטורה, רטט, צריכת חשמל, וזמני מחזור. אלה מזרמי נתונים נאספים על ידי שערים קצה ושולחים לפלטפורמה מרכזית - לעתים קרובות מערכת הוצאה לפועל ייצור (MES) או מנוע אנליטיקה מבוסס ענן.על ידי השוואת זמני מחזור בפועל נגד זמן טאקאט המתוכנן, מפעילי יכולים לראות מיד אם מכונה נופלת מאחורי או פועל לפני אזהרות אוטומטיות יכול להודיע על ידי סימנים של תחזוקת מכונות.

לדוגמה, אם זמן העיבוד של CNC גדל ב -10% בשל שילוב משעמם, מערכת ניטור דגל את הסטייה. לוח הזמנים לאחר מכן חישוב מחדש את העבודות הנותרים עבור המכונה ואולי שולח עבודה נוספת למכונה המקבילה אם זמין.ללא משוב בזמן אמת זה, הסחף לא היה יוצא ללא פתור עד שהמכונה הזרםית תצא לפועל, יצירת קלאס של זמן קצר.

סגור-Loop SynSyncization with SCADA

מערכות בקרה ובקרה פיקוחיות ורכישות נתונים (SCADA) יכולות להתאים את התגובה לסטיות קטנות.כאשר מכונה משלימה עבודה, המערכת מעדכנת את לוח הזמנים ושולחת את העבודה הבאה באופן אוטומטי.מהירויות קונביאור יכולות להתאים את עצמה כדי להתאים את התפוקה בפועל של מכונת צוואר הבקבוק.ביישומים מתקדמים, מערכת SCADA משתמשת בשליטה חיזוי חוסר איזון עתידי ולהתאים את הפרמטרים של מכונות באופן פרואקטיבי.

תחזוקה חיזויית לצמצום הפסקות בלתי מתוכננות

זמן השבתה לא מתוכנן הוא אחד האויבים הגדולים ביותר של סינכרוניזציה.על ידי ניתוח נתוני חיישן עם אלגוריתמי למידת מכונה, יצרנים יכולים לחזות כישלונות לפני שהם קורים. מודל תחזוקה צפוי עשוי לזהות כי חתימת הרטט של נושא השתנתה, המציין כשלון מתקרב.צוות תחזוקה יכול להחליף את הנושא במהלך הפסקה מתוכננת, הימנעות מפסק פתאומי כי לזרוק את כל הקופה של דוחות על פי דיווחים, צפוי שיפור תחזוקה מופחתת באופן משמעותי.

להבנה עמוקה יותר של יישומי IIoT בייצור, המאמר של IIoT:0.2014 InTech על אופטימיזציה בזמן אמת FLT:1 מציע תובנות מעשיות.

אסטרטגיות נוספות עבור Robust SynSyncization

מעבר לשלוש אסטרטגיות הליבה המפורטות לעיל, כמה גישות משלימים יכול עוד לחדד סינכרוניזציה בסביבות חנות זרימה.

תיאור של Constraints (TOC) ו-Thoo-Buffer-Rope

תורת הקוסטרינטס, פופולרית על ידי אליהו גולדראטט, מתמקדת בזיהוי מכונת צוואר הבקבוק - זה שמגביל את כל קו הפנים של קו זה בחנות זרימה, צוואר הבקבוק הופך ל"הדהמה" שמציב את הקצב לכל המכונות האחרות. a bu ממוקם לפני צוואר הבקבוק כדי להגן עליו מפני רעב, ו"קצב" מבק" את הבקבוק שולטות של הבקבוק החדש לתוך מערכת העצבים, במיוחד כאשר לא מתאים לשינויים לא יעילים.

קו Balancing and Manufacturing

איזון קו כולל חלוקה מחדש של אלמנטים עבודה בתחנות כך שלכל מכונה יש בערך את אותו זמן מחזורי.בחנות זרימה עם מדרגות איסוף ידני, זה יכול להיות לשבור משימות לחלקים קטנים יותר ומימוש אותם כדי לחסל תחנות מוגזמות. כאשר בשילוב עם ייצור סלולרי - קבוצות מכונות שונות לתוך תאים בצורת U עבור משפחה מוצר ספציפי - איזון יכול להפחית תחבורה ומאפשר זרימת יחיד.

כוח עבודה גמיש והצלה

מפעילי אנוש הם חלק בלתי נפרד מחנויות זרימה רבות.עובדים מאומנים לפעול מספר מכונות מאפשר ניהול לפרוס באופן גמיש את העבודה כדי להקל על צווארי בקבוק.אם מכונה אחת מוגזמת, מפעיל מאומן יכול להיות מועבר לסייע, או המפעיל יכול להפעיל מכונה במקביל כדי לתפוס. גמישות אנושית זו היא לעתים קרובות זולה ומהירה יותר מאשר הוספת אוטומציה, והיא תומכת ישירות סינכרונל על ידי התאמת יכולת בזמן אמת.

שיקולים ועיסוקים טובים ביותר

סינכרון הוא לא פרויקט חד פעמי, אלא משמעת מתמשכת. יישום מוצלח דורש תשומת לב למספר גורמים ארגוניים וטכניים.

איכות נתונים ואינטגרציה

כל אסטרטגיות סינכרוניזציה תלויות בנתונים מדויקים, בזמן עיבוד מכונות יש להקליט באופן אמין, ומעמד העבודה חייב להיות במעקב באמצעות המערכת. integraing the MES עם תכנון משאבים ארגוני (ERP) ומערכות שרשרת האספקה מבטיח כי אותות ביקוש ברמה גבוהה מתורגמים ללוח זמנים ייצור מדויק.

ניהול שינוי ואימון

מפעילי ומשגיחים מתנגדים לעתים קרובות במערכות תזמון חדשות או לפרוטוקולים של JIT מכיוון שהם משנים שגרות מוכרות.תוכנית הכשרה יסודית המסבירה את "למה" מאחורי סינכרוניזציה - מעצימה מופחתת לאורך זמן, פחות כאוס, ועבודה צפויה יותר - יכולה להקל על אימוץ עובדים ברצפה בעיצוב מערכות kanban או כללי תזמון להגדיל את הרכישה וממנף את הידע החווייתי שלהם.

תרבות שיפור מתמיד

יש לבדוק את ביצועי הסינכרון באופן קבוע באמצעות מדדים כמו זמן של מכונה, רמות WIP, ודבקות לוח הזמנים. אירועים Kaizen ניתן לארגן כדי לזהות שורש גורם של פערים סינכרוניזציה, כגון שינויים ארוכים או תהליכים לא יציבים.

מסקנה

סינכרון מכונות מרובות בסביבה של חנות זרימה הוא אתגר רב פנים הדורש תערובת של שיטות אסטרטגיות - ממערכות JIT מבוססות אלגוריתמים תזמון מתמטיים ניטור בזמן אמת וגמישות אנושית.אין כדור כסף אחד; הגישה היעילה ביותר משלבת אלמנטים אלה במערכת קוהרנטית המותאמים להקשר ייצור ספציפי. יצרנים אשר משקיעים בסינון רווחים תחרותיים דרך זמניים קצרים יותר, ניצול מלאי נמוך יותר, אך לא יכול לטפל בעדיפות גבוהה יותר מאשר ב-reamtropernativeing ארגונים.