Simulação de linha de montagem

Este artigo aborda a simulação do processo de linha de montagem e o balanceamento de linha baseado em simulação. O modelo de simulação é usado para balanceamento de linhas e processos de montagem.

Implementei esta ferramenta com pacotes de software que não custam nenhuma taxa de licença. Em outras publicações deste blog já demonstrei outras ferramentas de simulação de cadeia de suprimentos e fábrica que desenvolvi sem ter que investir em licenças de software de simulação comercial. aqui estão alguns exemplos:

Link: Simulação ponta a ponta da cadeia de suprimentos de aves
Link: Simulador de estacionamento com ferver em R
Link: Simmer em R para simulação de eventos discretos

Os custos das licenças de software de simulação comercial são significativos. Para aplicações ou projetos menores, esses custos não podem ser justificados. No entanto, para processos internos da fábrica ou em toda a cadeia de suprimentos, bem como animações 2D associadas, os gerentes não precisam depender de ferramentas comerciais. Em vez disso, eles podem usar ferramentas gratuitas com segurança. Isso exigirá apenas que os gerentes contratem analistas que possam usar essas ferramentas de maneira confiável.

Cenários e escopos de aplicativos

Esta ferramenta de simulação pode ser aplicada ao planejamento de manufatura, especialmente balanceamento de linha e projeto de célula de montagem, bem como projeto de linha de montagem. A ferramenta oferece suporte à simulação de processos de montagem em várias linhas. Por exemplo, subconjuntos e peças de montagem podem ser fabricados em uma célula e podem então ser montados em estações de montagem a jusante ou em uma estação de montagem em linha como parte de outra linha de montagem (principal).

As linhas podem ter quantidades arbitrárias de etapas de fabricação, e os tempos de processamento e tamanhos de lote em cada etapa podem variar. O balanceamento efetivo da linha takt time de fabricação deve ser definido pelo modelador. Esta é a abordagem certa de qualquer maneira.

Os buffers de peça de fabricação e submontagem entre os estágios de montagem são suportados pela ferramenta de simulação de linha de montagem. Por exemplo, você pode ter uma peça de montagem sendo produzida parcialmente em um buffer temporário se, por exemplo, a linha de montagem principal (consumindo essa peça ou submontagem) estiver operando em um tempo de ciclo mais lento (ou seja, mais longo). Esse buffer pode ser consumido posteriormente pela linha de montagem principal assim que a produção da peça parar (seguindo a velocidade da linha de montagem principal).

Pilha de tecnologia para simulação de linha de montagem

O simulador de linha de montagem é uma ferramenta Python desenvolvida como uma estrutura Python que consome estruturas Python existentes para simulação e animação de eventos discretos. Mais importante ainda, o framework desenvolvido consome Tkinter e SimPy em Python. Os bancos de dados SQLite e MySQL podem ser integrados à ferramenta, se desejado pelo usuário. Para a maioria das aplicações, isso não é necessário.

Aplicações exemplares de simulação de linha de montagem

Abaixo está uma animação que foi gerada pela ferramenta e que visualiza o rendimento em um processo de montagem.

A linha de fabricação superior opera com uma taxa de produção mais alta e tempo de ciclo mais curto, operando quase duas vezes mais rápido que a linha de montagem inferior com fabricação integrada de peças.

A máquina 24 produz peças que são inspecionadas em linha. As peças são coletadas automaticamente em um contêiner que, uma vez cheio, é armazenado em um palete. O palete atua como um buffer, pois a fabricação de peças na máquina 24 opera em um tempo de ciclo (significativamente) mais curto do que a fabricação de peças na máquina 57.

A máquina 57 produz peças de base nas quais são montadas peças produzidas pela máquina 24. Algumas outras peças menores são montadas nas peças de base primeiro, acontecendo em linha e sem atrasar o tempo de ciclo da máquina 57. As peças usadas para montagem, fabricadas na máquina 24, são então montadas na peça de base. O conjunto é então colocado na máquina de folha onde é laminado e subsequentemente embalado em caixas. Essas caixas são então empilhadas em paletes e, eventualmente, enviadas ao cliente. Quando o palete intermediário no final da linha da máquina 24 está cheio, a máquina 24 é desligada e as peças armazenadas no palete são agora usadas para a operação de montagem na linha de montagem inferior.

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