Flow Shop Scheduling Optimization에 Setup Times의 효과

Flow Shop Scheduling에서 Setup Times 이해

Flow shop scheduling은 제조의 핵심 과제로, 여러 작업이 동일한 순서에 일련의 기계에서 처리되어야 합니다. 목표는 makespan 또는 기타 성능 지표로 알려진 총 완료 시간을 최소화하는 시퀀스를 찾는 것입니다. 최적의 스케줄링에 영향을 미치는 많은 변수 중, 설정 시간은 중요하지만 종종 예상되는 요인으로 서 있습니다.

설정 시간은 새로운 작업을 처리하기위한 기계를 준비하는 데 필요한 기간을 나타냅니다. 이에는 절단 도구, 재구성 지그 및 고정 장치, 새로운 프로그램, 청소 잔류물 및 온도 또는 압력 설정을 조정하는 등의 활동을 포함합니다. 일부 산업에서는 설정 시간은 효율성에 필수적인 관리를 만드는 총 생산 시간의 최대 30 %까지 차지할 수 있습니다.

Setup Times의 유형

설정 시간은 작업 순서에 따라 의존성을 기준으로 분류 될 수 있습니다. ]Sequence-independent setup times]은 이전 작업에 관계없이 주어진 작업에 대해 일정합니다. 예를 들어, 어떤 배치가 같은 시간을 취할 수 있는지 청소합니다. 대조적으로, ]]sequence-dependent setup times]은 작업 순서에 따라 다릅니다. 색상을 변경하여 색상을 변경하여 색상을 변경하여 색상을 변경하여 색상을 변경하여 색상을 변경하여 색상을 더 어두운 색상을 반영하고, 더 많은 색상을 반영할 수 있습니다.

측정 설정 시간

정확한 측정은 개선을 향한 첫 단계입니다. 회사는 시간 및 모션 연구, 기계 컨트롤러에서 자동화 된 데이터 캡처 및 설치 기간을 기록하는 수동 관측을 사용합니다. 이러한 측정은 스케줄링 알고리즘으로 공급되며 병목을 식별하는 데 도움이됩니다. 일반적인 메트릭은 작업 당 평균 설정 시간을 포함하며, 총 처리 시간의 비율로 설정 시간 및 내부의 비율 (기계가 정지되는 동안) 외부에 (기계가 실행되는 동안). 설정 활동.

Scheduling 효율성에 Setup Times의 영향

유량소 스케줄링에 설정 시간을 무시하면, idle time, lengthen Makespan, Raise cost를 증가시키는 소수의 시퀀스로 이어질 수 있습니다. 설정이 길 때, 스케줄러는 다른 고객에게 설정 및 회의를 줄이기 위해 유사한 작업 사이에 거래 오프를 균형 잡히어야합니다.

처리량 및 Makespan에 효과

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생산 비용에 대한 효과

의약한 설치 시간은 기계가 장시간 기간 동안 비생산적이다. 이것은 상점의 효과적인 수용량을 감소시키고, 추가 기계 또는 과시에 투자하기 위하여 회사를 강제합니다 수요를 충족시키기 위하여. 노동비는 또한 가동자는 설치 도중 이고 또는 떨어져 시간 변경을 위한 프리미엄 급여를 요구합니다. 간접적인 비용은 증가한 재고 완충기를 포함합니다 스케줄링 불확실한을 커버하기 위하여. 설치 시간을 감소시키고 최적화로, 제조자는 두드러지게 할 수 있습니다.

리드 타임 및 고객 만족에 미치는 영향

리드 타임은 주문 배치에서 배달까지 전체 시간을 전달합니다. 확장 된 설정 시간은 리드 타임 가변성을 증가, 정확한 배달 날짜를 인용하기 위해 더 열심히. 늦은 배달 고객 신뢰를 손상하고 부적절한 처벌을 할 수 있습니다. 설치에 대한 계정이 리드 타임을 안정화하는 효율적인 스케줄링, 경쟁을 제공 할 수있는 회사를 활성화, 신뢰할 수있는 배달 약속. 에서 확인-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투-투

Flow Shop Scheduling에서 Setup Times의 수학 모델링

설정으로 흐름 가게를 최적화하려면, 문제는 mathematically 공식화되어야 합니다. 고전적인 흐름 가게 모델은 처리 시간을 가정합니다. 설정 시간이 지나면 모델은 더 복잡해져 설정이 순서 의존할 때 특히 더 복잡합니다.

Sequence-Dependent 설정 시간 (SDST)

SDST 흐름 가게에서, 기계에 설정 시간은 단지 완료 및 처리 될 다음 작업에 따라 달라집니다. 이것은 매트릭스에 의해 표현 될 수 있습니다 S 요소 ]s_]]ij ] 작업 할 때 설정 시간입니다 i]]].]]. 이 경우, NPFTR:7]의 작업에 대한 문제 해결 방법 (선택).

혼합 정수 선형 프로그래밍 (MILP) 모델

설정 시간 동안 최적화 알고리즘 회계

복잡성, 연구자 및 실무자는 정확한에서 aboutimate에 이르기까지 다양한 알고리즘을 개발하여 Flow shop scheduling을 설정으로 해결합니다.

Johnson의 규칙 확장

Johnson의 규칙은 설치하지 않고 두 개의 기계 흐름 가게에 최적의 시퀀스를 제공합니다. 작은 설정 시간을 통합하는 확장은 제한되지만 제한적입니다. 한 가지 접근법은 처리 시간의 일부로 설정 시간을 치료하거나 수정 된 순위 규칙을 사용합니다. 더 큰 흐름 상점을 위해 Johnson의 규칙은 직접 적용됩니다.

NEH Heuristic with Setup 고려 사항

NEH Heuristic는 변속 흐름 상점 스케줄링에 가장 효과적인 구성 방법 중 하나입니다. 그것은 총 처리 시간으로 작업을 정렬하여 시작, 다음 최고의 위치에 하나씩 작업을 삽입합니다. 설정에 대한 계정으로, 삽입 비용은 각 부분 순서에 대한 전체 시간 (처리 + 설정)을 사용하여 계산됩니다. 순서 의존 설정을 고려하는 NEH의 Variants는 신속하게 고품질의 솔루션을 생산하기 위해 표시되었습니다. 외부 리소스 : [[[FLT:[FLT:[H]HH] [FLT:[FLT:[FLT:[H]]]] [FLT:[FLT:[H]]]] [FLT:[H]]]]

Metaheuristics: 유전 알고리즘과 시뮬레이션 어닐링

Metaheuristics는 큰 SDST 교류 상점 문제를 위해 널리 이용됩니다. chromosomes로 일 순서를 암호로 하고 해결책 공간을 탐구하기 위하여 크로스오버와 뮤테이션 통신수를 이용합니다. 피트니스 기능은 체제 시간을 포함하여 makespan를 따릅니다. 가장한 어닐링 iteratively는 순서에 꿰뚫고 더 나은 해결책을 받아들이고, 몇몇 더 나쁜 것을 지역 optima를 피하기 위하여 허용합니다. 입자 회전대 최적화 및 tabu 수색은 또한 일반적인. 이 수색은 일정한 기계 및 생산에서 일정한 일 수 있습니다.

Setup Times를 최소화하는 전략

최적화를 넘어 물리적 설정 시간을 줄이는 것은 강력한 레버입니다. 단축 설정은 스케줄링을 쉽고 상점 유연성을 향상시킵니다.

SMED (단일 교환 다이)

SMED는 도요타를 위한 Shigeo Shingo에 의해 개발되어 10 분 미만으로 설정 시간을 줄이는 것을 목표로 합니다. 내부 설정] (기계가 멈추어지는 동안)과 내부 설정]](기계가 실행되는 동안)과 구별합니다. 이 방법은 내부 단계가 외부로 변환하고, 흐름을 나머지 단계로 전환하며, 절차의 표준화를 합니다. ]]의 개요는 다음과 같이 설명합니다. ]

작업 그룹화 및 셀룰러 제조

공구, 재료 또는 프로세스의 유사성에 의한 그룹 작업은 주요 변경에 대한 필요성을 감소시킵니다. 셀룰러 제조에서 기계는 부품의 가족에 전념하는 세포로 배치됩니다. 셀 내에서 가족 구성원 간의 설정은 최소한입니다. 이 접근 방식은 가족 전체를 함께 처리하는 스케줄링과 결합하여 총 설정 시간을 극적으로 줄일 수 있습니다.

자동화 및 표준화

자동화된 공구 교환기, 빠른 변화 정착물 및 풀그릴 기계 관제사는 인간적인 참여 및 설치 내구를 감소시킵니다. 표준화한 일 지시 및 통신수 훈련은 견실함을 지킵니다. 자료 취득 체계는 개량을 위한 설치 시간 및 하이라이트 지역을 추적할 수 있습니다.

사례 연구 : 자동차 부품 제조업체의 Setup Times 감소

엔진 부품의 자동차 공급 업체는 5 CNC 기계와 플로우 샵을 운영했습니다. 설정 시간은 순서 의존, 평균 25 분의 변경 당. 분석은 총 이동 시간의 35 %를 차지했다는 것을 보여주었습니다. 회사는 SMED를 구현하고 외부 (예 : 사전 - 시효 도구, 사전 설정 오프셋)에 내부 설정 단계의 60 %를 변환합니다. 그들은 또한 재료 등급 및 도구 요구 사항에 따라 작업을 그룹화했습니다. 새로운 NEH 기반 스케줄러는 감소 된 매트 설정 설치를 통합했습니다. [8] 8 %가 SDF에 의해 개발되었습니다. [8] 8 %가 8 %가 떨어졌다.