Table of Contents

Розуміння часу налаштування в Flow Shop Scheduling

Flow shop scheduling є основним завданням у виробництві, де кілька робочих місць повинні бути оброблені на ряді машин в одному порядку. Мета полягає в тому, щоб знайти послідовність, яка мінімує загальний час завершення, відомий як шпан, або інші показники продуктивності. Серед багатьох змін, які впливають на оптимальне планування, час налаштування виділяється критичним, але часто недооцінним фактором.

Час налаштування відноситься до періоду, необхідного для підготовки машини для обробки нової роботи. Це включає в себе такі дії, як інструменти для зміни різання, реконфігурація джгутів і світильників, завантаження нових програм, очищення залишків, регулювання температури або тиску. У деяких галузях, час налаштування може враховуватися до 30% від усього часу виробництва, що робить їх управління необхідним для ефективності.

Види часів настроювання

Часи налаштування можна класифікувати за залежностей від послідовності роботи. Налаштування в залежності від їх наявності. Наприклад, очищення змішувача після будь-якої партії може зайняти однаково. На відміну від час послідовності-залежного налаштування варіюватися залежно від порядку роботи. Зміна кольору світла до темного кольору на друкарському пресі може знадобитися менше очищення, ніж зворотний. Настроювання-залежних настройок є більш складними для моделі та оптимізації, але вони відображають реальні умови в багатьох виробничих умовах.

Вимірювання часу настроювання

Точне вимірювання є першим кроком до вдосконалення. Компанії використовують часові та емоційні дослідження, автоматичне захоплення даних з контролерів машин, а також ручне спостереження для тривалості налаштування запису. Ці вимірювання подають в алгоритми планування та допомагають визначити місця для пляшок. Загальні метрики включають в себе середній час налаштування на роботу, час налаштування як відсоток загального часу обробки, а співвідношення внутрішніх (перетворені при зупинці машини) на зовнішній (перетворений при цьому машина працює) настройку.

Вплив часів на встановлення на навчальний процес

Часи налаштування в магазині, що випливають, можуть призвести до субоптикличних послідовностей, які збільшують час свічок, тривала шпинделька і підвищують витрати. При налаштуванні довга, графік повинен балансувати торговий пункт між групуванням аналогічних робочих місць, щоб зменшити налаштування та зустріч з датами для різних клієнтів.

Ефекти на пропускній здатності і макіяж

У магазині потоку, це час від початку першої роботи до завершення останньої роботи на останньому машині. Високі терміни налаштування занурюють шпон безпосередньо. Крім того, якщо налаштування послідовно залежні, неефективна послідовність може викликати каскад затримки. Наприклад, робота, яка вимагає тривалого налаштування на першому машині, буде відштовхуватися всі наступні роботи на цій машині, потенційно idling Downstream машини. Дослідження показують, що час нехтування налаштування може збільшитися, що робитьпан на 15%-40% в практичних магазинах потоку.

Вплив на виробничі витрати

Тривалі налаштування – це непродуктивні машини для розширених періодів. Це зменшує ефективну потужність магазину, що кріпить компанії для інвестування в додаткові машини або для задоволення попиту. Витрати на праці також піднімаються, тому що оператори можуть бути свічки під час настройок або вимагають оплати преміум за off-times. Непрямі витрати включають підвищені інвентаризаційні манжети, щоб покрити неоднорідною невизначеністю. Знижуючи час налаштування і перетворюючи їх на оптимізацію, виробники можуть значно знизити витрати на необережність.

Вплив на супроводження та задоволеність клієнтів

Весь час займає весь час від розміщення замовлення до доставки. Розширені терміни налаштування збільшують часову мінливість, що робить його важче, щоб цитувати точні дати доставки. Збереження втрат клієнтів довіри і може неточнити штрафні санкції. Ефективне планування рахунків для налаштування допомагає стабілізувати час роботи, що дозволяє компаніям пропонувати конкурентні, надійну доставку обіцянок. У середовищі, які роблять замовлення, це особливо критично.

Математичне моделювання часів налаштування в Flow Shop Scheduling

Для оптимізації потоку магазину з налаштуваннями, проблема повинна бути формалізована математично. Модель класичного магазину витрат передбачає лише час обробки. З часом налаштування модель стає більш складною, особливо при налаштуванні є послідовно-залежні.

Часи налаштування Sequence-Dependent (SDST)

У магазині SDST, час налаштування на машині залежить від роботи, просто завершено і наступного завдання, щоб бути обробленими. Це може бути представлена матриці S], де елемент ] ij]] - час налаштування при роботі i передує роботу j. Проблема оптимізації стає варіантом проблеми з продажу мандрівника (TSP) для кожного комп'ютера, що відповідає вимогам Ntrain.

Змішані-інтегер лінійне програмування (MILP) Моделі

MILP рецептури для розведення магазинів, що спланують з налаштуваннями, використовують бінарні змінні для представлення послідовностей роботи та безперервних змін для початку та закінчення часу. Концентрати виконують, що кожна робота обробляється один раз, що машини обробляє робочі місця в одному порядку (перестановка магазину потоку), і це налаштування на машині відбувається до початку роботи. Об'єктивні функції, як правило, мінімують макіяж або загальну міцність. Комерційні розчинники, такі як CPLEX або Gurobi можуть обробляти помірні проблеми, але для великих промислових екземплярів, евристичні підходи необхідні.

Оптимізація обліку алгоритмів для налаштування

З урахуванням складності, дослідники та практики розробили безліч алгоритмів — від точного до приблизного — до вирішення поставлених завдань, що випливають з налаштуваннями.

Розширення ножиць Джонсона

Для двох машинного потоку магазинів без настройок, правило Johnson забезпечує оптимальну послідовність. Розширення, які включають в себе невеликі часи налаштування існують, але вони обмежені. Один підхід лікує час налаштування в складі часів обробки або використовує модифіковані правила рейтингів. Для великих магазинів потоку, правило Johnson seldom застосовується безпосередньо.

NEH Хіристий з роздумами наборі

Гілістичний NEH є одним з найбільш ефективних конструктивних методів для перестановки процесу зберігання магазинів. Він починається від сортування робочих місць за загальним часом обробки, потім вставляє робочі місця один за одним в кращу позицію. Для обліку на налаштування, вартість вставки обчислюється за допомогою всього часу (обробка + налаштування) для кожного часткового послідовного виконання. Варіанти NEH, які розглядають послідовно-залежні налаштування, були показані, щоб швидко виробляти високоякісні рішення. Зовнішній ресурс: NEH геристика на Вікіпедії.

Метагерістика: Генетичні алгоритми та ізольовані затвердження

Метаерістика широко використовується для великих проблем з магазином SDST. Генетичний алгоритм викликає послідовність роботи як хромосоми і використовує кросовер і мутативні оператори для вивчення простору розчину. Функція фітнесу комп'ютерна функція комп'ютерна, включаючи час налаштування. Зміцнюється аннеалізація ієративно перебурює послідовність і приймає краще рішення, плюс деякі гірші, щоб уникнути локальної оптима. Можливості оптимізації та пошуку в тазу також поширені. Ці методи можуть обробляти сотні робочих місць і машин і виробляти в розумний час.

Стратегії для мінімізації часових налаштувань

За межами оптимізації, зменшення часу фізичного налаштування є потужним важіль. Настройки коротше полегшують і покращують гнучкість магазину.

SMED (Сінгле-Мініте Обмін Дієта)

Розроблено Shigeo Shingo для Toyota, SMED прагне скоротити час налаштування до десяти хвилин. Він відрізняє між / внутрішньої настройки (перетворено, коли машина припиняється) і зовнішня установка] (одна, коли машина працює). Метод перетворює внутрішні кроки на зовнішні, потокові лінії, що залишилися кроки, і стандартизують процедури. Компанії повідомляють про скорочення налаштування 50%-90% за допомогою SMED. Більш детальну інформацію можна знайти на SMED на Вікіпедії

Виготовлення та виготовлення робочих місць

Узгоджуючи робочі місця схожістю в інструментах, матеріалі або процесі знижує необхідність основних перекосів. У клітинному виробництві машини розташовуються в клітинах, присвячених родинам частин. В клітинку, настройки між членами сім'ї мінімальні. Такий підхід, поєднаний з плануванням, що обробляє всі сім'ї разом, різко розрізається загальний час налаштування.

Автоматизація та стандартизування

Автоматичні зміни інструментів, швидкозмінні світильники та програмні контролери знижують тривалість залучення та налаштування людини. Стандартні інструкції та тренінги для роботи оператора забезпечують консистенцію. Системи збору даних можуть відстежувати час налаштування та виділені зони для покращення.

Case Study: Зменшення часу настроювання в автомобільних запчастинах Виробник

Автомобільний постачальник компонентів двигуна, що працюють в магазині з п'ятьма верстатами з ЧПУ. Часи налаштування були послідовно залежними, збільшуючи 25 хвилин на зміну. Аналіз показав, що налаштування обліковуються на 35% від загального часу зміщення. Компанія реалізувала SMED, перетворюючи 60% внутрішніх кроків налаштування до зовнішнього (наприклад, передчасні інструменти, попередньо налаштовані офсети). Вони також груповані роботи за рівнем матеріалу та вимогами до інструментів. Новий NEH-на основі графіка встановив зменшену матрицю налаштування. За шість місяців середня установка та скоротилася до 11 хвилин, робитьпан зменшений на 22%, а своєчасна доставка поліпшилася від 78% [ST: [ST: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F: 1F

Висновок

Часи налаштування – це вирішальний фактор оптимізації роботи магазину, що охоплює процес. Вони впливають на макіяж, витрати, час роботи та задоволеність клієнтів. Виробники повинні спочатку вимірювати та розуміти їх налаштування, зокрема, залежностей послідовності, які застосовуються відповідні математичні моделі та алгоритми оптимізації для ефективного графіку. Поєднання з методами фізичного скорочення, такими як SMED, групавуха, автоматизації, компанії можуть досягти суттєвих надходжень у пропускній здатності та чуйності. Інтеграція даних часу налаштування в системи планування виробництва не є обов’язковим; це основа для конкурентного виробництва в умовах високої суміші, низької кількості середовища.