이 기사에서는 플랜트 설계를 위한 제조 시뮬레이션의 적용을 보여주는 사례 연구를 제시합니다. 사실, 새로운 제조 공장을 최적화하는 가장 좋은 시기는 설계 단계입니다. 공장 레이아웃을 변경하는 동안 값비싼 장비 수정, 직원 재교육 및 가동 중단이 없습니다. 변경하는 것이 훨씬 저렴한 종이로 모든 것을 수행할 수 있습니다.
복잡한 플랜트 설계를 위한 제조 시뮬레이션
식물 디자인은 말보다 쉽습니다. 새로운 제조 공장을 설계할 때 프로세스의 작은 선형 섹션을 최적화하는 것은 간단하지만 전체 시스템을 최적화하는 것은 매우 어렵습니다. Excel을 능숙하게 사용하더라도 모든 리소스 제약, 프로세스 변동 및 제품 혼합을 설명할 수는 없습니다. 두 번째 문제는 프로세스 시도 및 설계 개발을 통해 생성된 새로운 정보를 원래 계산에 통합하기 어렵다는 것입니다.
유용한 설계 모델을 생성하려면 제조 시뮬레이션(또는 이산 이벤트 시뮬레이션) 소프트웨어를 사용해야 하므로 Simul8 을 사용 합니다. 모델이 있으면 설계를 검증하여 모든 설계 사양을 충족하는지 확인할 수 있습니다. 가정의 민감도를 테스트하고 잠재적인 실패 지점을 평가하여 설계의 위험을 줄일 수 있습니다. 이 정보는 개발 작업의 방향을 알릴 수 있습니다.
설계를 최적화하려는 경우 병목 현상과 활용률 저하를 식별할 수 있습니다. 그런 다음 가장 효율적인 자본 사용을 식별할 때까지 장비의 크기 조정 및 재조정을 반복적으로 테스트합니다.
지속 가능성 및 운영 비용이 우려되는 경우 이 모델을 사용하여 자재, 노동 및 에너지 사용량을 직접 추적하고 상세한 운영 손익을 생성할 수 있습니다. 마지막으로, 모델의 가장 큰 이점 중 하나는 이해 관계자에게 설계를 시연할 수 있다는 것입니다. 재무 이사와 전무 이사가 모델을 통해 설계에 대해 질문하게 함으로써 매우 설득력이 있습니다.
제조 시뮬레이션 모델 생성
처음에는 달성하려는 목표에 대해 매우 명확합니다. 모든 것을 높은 수준의 세부 사항으로 모델링하려고 시도하는 것은 쉬운 함정입니다. 달성하려는 목표(아이디어 또는 향후 모델 성장 방법)를 이해하고 나면 필요한 정보를 계획하기 시작합니다. 핵심은 모델링에 필요한 것만 모델링하는 것임을 기억하십시오.
사이트 모델을 만들 때 다음 네 부분을 고려합니다.
- 제조 공정: 재료가 어떻게 흐르고 공정에 의해 변형되는지.
- 원자재: 공급망 및 자재 취급. 원료를
제조 공정으로 가져옵니다. - 제품 배포: 제품이 창고 또는 고객에게 배포되는 방법.
- 관리: 판매 주문, 생산 주문 및 공급망을 관리하는 방법.
4개의 부품 모델링이 모두 매우 세부적으로 필요한 경우는 매우 드물며 프로세스는 블랙박스 프로세스로 대체될 수 있습니다. 예를 들어, 특히 시스템의 제품 배포 부분에만 관심이 있는 경우 제조를 5분마다 마술처럼 제품을 내놓는 활동으로 나타낼 수 있습니다.
사이트 모델의 각 부분을 검토하는 것은 그 자체로 다른 날로 넘어가겠습니다. 여기에서는 엔지니어링 설계 연구에서 제조 시뮬레이션을 사용하는 예를 논의하기 전에 원자재 콜오프 모델링에 대해 조금 더 이야기하고 싶었습니다.
제조 시뮬레이션의 공급망 흐름
공급망은 일반적으로 복잡한 시스템입니다. 제조 관점에서 볼 때 요구 사항은 간단합니다. 즉, 적절한 부품이 적절한 시간에 적절한 위치에 있어야 합니다. 일반적으로 부품이 소비되는 프로세스 옆에 부업 매장이 있습니다. 부업 매장은 공급업체가 다시 채우는 비즈니스 창고에서 보충됩니다.
재고 관리가 모델의 목표와 관련이 없는 경우 무시하고 원자재 가용성으로 인한 제약이 없다고 가정할 수 있습니다. 이것의 반대 끝은 창고 작업을 중심으로 모델을 만들고 베이를 채우고 선택 목록을 통해 부품을 수집하는 것입니다.
제조 시뮬레이션에서 부업 매장 모델링
Production Support 56 의 작업은 대부분 제조 공정에 집중됩니다. 그럼에도 불구하고 우리는 종종 부업 및 기업의 창고 재고 보충에 관심이 있습니다. 이러한 경우 재고를 소비하는 제조 라인을 모델링한 다음 부업 매장 또는 비즈니스 창고의 보충을 트리거합니다.
이를 모델링하려면 제조 프로세스에 대한 재료 명세서 (BoM)가 필요합니다. 제조 프로세스가 시작되면 부업 매장에서 재고를 제거합니다. 부업 매장의 재고가 재주문 수준 아래로 내려가면 보충 프로세스가 시작됩니다. 이렇게 하면 창고에서 정의된 배치 크기의 부품을 가져와서 부업 매장에 추가합니다. 또한 창고를 모델링하는 경우 창고에서 부품의 재고 수준을 추적하고 이것이 재주문 수준 아래로 떨어지면 재주문 프로세스를 트리거합니다. 리드 타임이 더 길다. 이 예에서는 풀 재고 관리를 사용합니다. 부품이 고정된 일정으로 배송되는 푸시 재고 관리를 모델링하는 것만큼이나 쉽습니다.
모델링의 장점은 다양한 재고 관리 프로토콜을 테스트하고 재주문 수준과 배치 크기를 조정할 수 있다는 것입니다. 디자인 관점에서 모델을 사용하여 부업 매장의 크기와 재고 관리 프로토콜을 최적화하여 제조 프로세스의 원활한 흐름을 보장할 수 있습니다.
새로운 비료 공장 설계 시뮬레이션 사례 연구
여기서 FEED(프론트 엔드 엔지니어 설계) 연구를 지원하기 위해 제조 시뮬레이션을 사용하는 예를 통해 이야기하는 것이 도움이 될 것입니다. 우리는 새로운 비료 공장 설계를 시연하기 위한 모델을 제공하도록 위임받았습니다. 이 모델은 새 설계를 복제하지만 과거 생산 데이터를 실행합니다.
목표는 다음과 같습니다.
- 모든 이해 관계자에게 새로운 디자인을 검증하고 시연합니다.
- 원자재 배달 트럭이 공공 고속도로에서 대기하는 것을 방지하기 위한 운영 요구 사항을 식별합니다.
- 공급망 중단 시 24시간 동안 사용할 수 있는 충분한 원자재가 있는지 확인하기 위해 저장 사일로의 크기를 조정하는 데 도움이 됩니다.
비료 공장 제조 시뮬레이션 수행 방법
Production Support 56은 엔지니어링 설계의 동적 컴퓨터 모델을 생성하고 클라이언트의 과거 생산 데이터를 사용하여 실행했습니다. 이 모델은 네 가지 주요 작업을 시뮬레이션했습니다.
- 관리: 생산 일정을 설정하고 원자재 재고를 관리합니다.
- 원자재 인도: 원자재 의 납품 일정, 도착, 하역 및 보관.
- 제품 제조: 원료의 회수 및 이전, 제품 제조,
유통 탱커 선적. - 제품 유통: 제품 탱커의 청소, 선적, 유통 및 반환.
비료 공장 제조 시뮬레이션의 결과 값
이 모델은 엔지니어링 설계 프로세스의 중요한 부분이 되었으며 원래 예상했던 것보다 더 많은 이점을 제공했습니다. 다음은 몇 가지입니다.
- 검증: 새로운 엔지니어링 설계는 모든 계절(봄, 여름, 가을)에 대한 생산 목표를 충족할 수 있고 현장 입구 외부에
배달 트럭 대기열이 쌓이는 것을 방지 할 수 있음이 입증되었습니다. - 설계 최적화: 엔지니어 팀은
설계 단계에서 병목 현상과 활용도가 낮은 장비를 제거하여 더 나은 자본 효율성을 제공할 수 있었습니다. - 커뮤니케이션: 이 모델은 모든 이해 관계자가 디자인을 시연하고 질문하는 데 사용되었습니다
. - 성장 계획: 비료 회사는 설계를 추진하고
처리량을 20% 증가시키는 개발 계획을 확인할 수 있었습니다.
결론: 시뮬레이션을 사용하여 설계 개선
제조 시뮬레이션은 프론트 엔드 엔지니어링 연구 중에 사용할 수 있는 완벽한 도구입니다. 프로젝트의 해당 시점에서 대부분의 필수 정보를 사용할 수 있습니다. 이 모델은 설계에 대한 실질적인 통찰력을 제공하고 자본 지출을 최대한 활용할 수 있도록 합니다. 또한 모든 이해 관계자에게 실제 디자인을 보여주고 질문을 할 수 있도록 하는 커뮤니케이션 도구로서 매우 중요합니다. 이는 자신감과 동의를 얻는 좋은 방법입니다.
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