Fließbandsimulation und Linienaustaktung

Dieser Artikel befasst sich mit der Simulation von Fließbandprozessen und der simulationsbasierten Linienaustaktung. Das Simulationsmodell wird zum Auswuchten von Linien und Montageprozessen verwendet.

Ich habe dieses Tool mit Softwarepaketen implementiert, die keine Lizenzgebühren kosten. In anderen Veröffentlichungen in diesem Blog habe ich bereits andere Lieferketten- und Fabriksimulationstools demonstriert , die ich entwickelt habe, ohne in kommerzielle Simulationssoftwarelizenzen investieren zu müssen. Hier sind einige Beispiele:

Die Kosten für Lizenzen für kommerzielle Simulationssoftware sind erheblich. Für kleinere Anwendungen oder Projekte sind diese Kosten nicht zu rechtfertigen. Für werksinterne oder lieferkettenweite Prozesse sowie die damit verbundenen 2D-Animationen müssen sich Manager jedoch nicht auf kommerzielle Tools verlassen. Stattdessen können sie sicher kostenlose Tools verwenden. Dazu müssen Manager lediglich Analysten einstellen, die diese Tools zuverlässig einsetzen können.

Anwendungsszenarien und Anwendungsbereiche

Dieses Simulationstool kann auf die Fertigungsplanung angewendet werden, insbesondere auf die Linienaustaktung und die Konstruktion von Montagezellen sowie die Konstruktion von Montagelinien. Das Tool unterstützt die Simulation von Montageprozessen in mehreren Linien. Beispielsweise können Unterbaugruppen und Montageteile an einer Zelle hergestellt und dann an nachgelagerten Montagestationen oder an einer Inline-Montagestation als Teil einer anderen (Haupt-)Montagelinie montiert werden.

Linien können eine beliebige Anzahl von Fertigungsschritten aufweisen, und die Verarbeitungszeiten und Chargengrößen bei jedem Schritt können variieren. Der effektive Produktionstaktzeit-Linienausgleich muss vom Modellierer festgelegt werden. Das ist sowieso der richtige Ansatz.

Puffer für Fertigungsteile und Unterbaugruppen zwischen den Montagephasen werden durch das Fertigungslinien-Simulationstool unterstützt. Beispielsweise können Sie ein Montageteil teilweise in einem temporären Puffer produzieren lassen, wenn z. B. die Hauptmontagelinie (die dieses Teil oder diese Unterbaugruppe verbraucht) mit einer langsameren (dh längeren) Zykluszeit arbeitet. Dieser Puffer kann dann später von der Hauptmontagelinie verbraucht werden, sobald die Teileproduktion stoppt (entsprechend der Geschwindigkeit der Hauptmontagelinie).

Technologiestack für die Fließbandsimulation

Der Fließbandsimulator ist ein Python-Tool und wurde als Python-Framework entwickelt, das vorhandene Python-Frameworks für die Simulation und Animation diskreter Ereignisse verwendet. Am wichtigsten ist, dass das entwickelte Framework Tkinter und SimPy in Python verwendet. Auf Wunsch des Anwenders können SQLite- und MySQL-Datenbanken in das Tool integriert werden. Für die meisten Anwendungen ist dies jedoch nicht erforderlich.

Beispielhafte Simulationsanwendungen für Fließbänder

Unten sehen Sie eine Animation, die vom Tool generiert wurde und die den Durchsatz in einem Montageprozess visualisiert.

Die obere Fertigungslinie arbeitet mit einer höheren Durchsatzrate und kürzeren Zykluszeiten und arbeitet fast doppelt so schnell wie die untere Montagelinie mit integrierter Teilefertigung.

Maschine 24 produziert Teile, die dann inline geprüft werden. Die Teile werden dann automatisch in einem Behälter gesammelt, der, wenn er voll ist, auf einer Palette gelagert wird. Die Palette wirkt als Puffer, da die Teilefertigung auf Maschine 24 mit einer (deutlich) kürzeren Taktzeit arbeitet als die Teilefertigung auf Maschine 57.

Die Maschine 57 produziert Basisteile, auf denen die von der Maschine 24 produzierten Teile montiert werden. Einige andere kleinere Teile werden zuerst auf die Basisteile montiert, was in Reihe und ohne Verzögerung der Zykluszeit der Maschine 57 geschieht. Teile, die für den Zusammenbau verwendet werden und an der Maschine 24 hergestellt werden, werden dann auf dem Basisteil montiert. Die Baugruppe wird dann in die Folienmaschine eingelegt, wo sie foliert und anschließend in Kartons verpackt wird. Diese Kisten werden dann auf Paletten gestapelt und schließlich an den Kunden versandt. Wenn die Pufferpalette am Ende der Maschinenlinie 24 voll ist, wird die Maschine 24 stillgesetzt und die auf der Palette gepufferten Teile werden nun für den Montagevorgang auf der unteren Montagelinie verwendet.

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