Célok
- A napi kihozatal meghatározása és összevetése a 1500 darabos céllal.
- A rendszer ciklusidejének és szűk keresztmetszeteinek feltérképezése.
- Az automatizált Bosch TS2 szállítószalag működésének elemzése.
- Különböző konfigurációk (operátorszám, robotmegfogó, mozgáslogika) hatásának vizsgálata.
- A gyártósor és az eszközpark elméleti maximális kapacitásának meghatározása, valamint annak vizsgálata, hogy ez milyen mértékben függ a gyártási körülményektől (pl. gépek rendelkezésre állása, karbantartási ciklusok, minőségi selejtarány, operátorok teljesítménye).
Kihívások
- A teljesítmény előrejelzése még a gyártócella megvalósítása előtt.
- Az automatizált és manuális állomások összehangolt modellezése.
- A potenciális szűk keresztmetszetek helyének és okainak meghatározása.
- A palettatorlódások viselkedésének elemzése a szállítószalag elején és végén.
Megoldás
- Diszkrét eseményalapú szimulációs modell felépítése Siemens Plant Simulation környezetben.
- A valós és tervezett elrendezés, valamint működési logikák beépítése.
- Felhasználóbarát GUI és könnyen módosítható paraméterek kialakítása.
- Többféle szcenárió lefuttatása (pl. különböző állomásciklusidők, operátorszámok, robotmegfogó típusok).
- Online konzultációk a modell folyamatos finomítására.
Eredmények
- Alapeset: napi 1740 db → +16% a célszámhoz képest.
- Legrosszabb szcenárió: napi 1545 db → még mindig +3% a célhoz képest.
- Szűk keresztmetszetek sikeres beazonosítása.
- A dupla robotmegfogó csak bizonyos esetekben növelte a teljesítményt.
Kihívás: Szimulációs modell segítségével gyártócella elemzése
A szóbanforgó gyártócella tervezése során kulcsfontosságú volt a várható teljesítmény pontos előrejelzése, a rendszer ciklusidejének elemzése, a potenciális szűk keresztmetszetek azonosítása, valamint az automatizált szállítószalag kezdeti és végpontjainál jelentkező palettatorlódások megértése. A cél az volt, hogy még a megvalósítás előtt világos képet kapjon az ügyfél a gyártócella működéséről különböző feltételek mellett. A szimuláció során külön figyelmet fordítottunk arra is, hogy az adott gyártósor és eszközpark milyen maximális kapacitásra képes ideális körülmények között, és hogy ez a kapacitás milyen mértékben függ a gyártási körülményektől, mint például a gépek rendelkezésre állása, karbantartási ciklusok, hibaarányok, minőségi selejtarány, valamint az operátorok teljesítménye.
Projekt célja: Teljesítmény validálása, módosítások javaslása
A projekt fő céljai a következők voltak:
- A rendszer elérhető napi kihozatalának a meghatározása és annak összevetése a tervezett 1500 darabos céllal.
- A rendszer ciklusidejének vizsgálata.
- A szűk keresztmetszetek feltérképezése a gyártócellán belül.
- Az automatizált részen a Bosch TS2 szállítószalag működésének elemzése: stopperműködés, szenzorbeadási idők, egyéb késleltetések.
- Változatos konfigurációk hatásának kiértékelése (pl. kevesebb operátor, módosított mozgások és feladatok).
További vizsgálatokat is végeztünk, amelyek a rendszer érzékenységét és robusztusságát célozták:
- Rendelkezésre állási szintek hatása: gépleállások, karbantartási ciklusok, hibaarányok modellezése.
- Minőségi selejtarány hatása: selejtarány növekedésének hatása a napi teljesítményre.
- Energiafogyasztás és költségoptimalizálás: különböző konfigurációk energiaigénye és költséghatékonysága.
- Operátorok munkaterhelése: emberi tényezők hatása a ciklusidőre és hibaarányra.
- Rugalmasság vizsgálata: hogyan reagál a rendszer váratlan eseményekre (pl. géphiba, alapanyaghiány).
- Termékvariancia kezelése: különböző terméktípusok gyártása ugyanazon cellában, átállási idők hatása.
- Logisztikai kapcsolatok: anyagellátás és elszállítás hatása a cella teljesítményére.
Megoldás: Szimuláció készítése, annak validálása és végül elemzése
A projekt során a teljes gyártócellát lemodelleztük a Siemens Plant Simulation szimulációs környezetben. A modellezésbe beépítettük a manuális munkaállomásokat, az operátorokat, az automatizált Bosch TS2 szállítószalag-rendszert, robotcellákat, tesztereket és hűtőalagutat. A layoutot és működési paramétereket az ügyféltől kapott adatok alapján alakítottuk ki, miközben folyamatos online konzultációkkal biztosítottuk a logikák pontosítását.
A szimuláció fő jellemzői:
- Diszkrét eseményalapú szimuláció (DES).
- Valós/tervezett elrendezés és műveleti logikák alkalmazása.
- Manuális és automatizált részegységek együttes modellezése.
- Felhasználóbarát GUI és könnyen módosítható paraméterek alkalmazása.
- Többféle szcenárió lefuttatása a működési változók tesztelésére.
Elemzés és kiértékelés
A szimuláció során különböző szcenáriókat futtattunk le. Ezek közül néhány példa:
| Szcenárió | Ciklusidő (s) | Szűk keresztmetszet |
| Alapeset | 49,70 | Teszter A |
| Teszter A ciklusidő – 42s | 57,00 | Teszter A |
| Teszter B ciklusidő – 30s | 49,25 | Forgóasztal |
| 2 db operátor (3 db helyett) | 55,85 | Operátor #2 |
További esetek:
- Külön fel- és levételi pozíciók: Nem volt hatással az eredményekre.
- Dupla robotmegfogó: Csak akkor növelte a napi kimenetet, amikor a teszter B volt a szűk keresztmetszet.
Eredmények: Megalapozott döntések hozatala
Alapesetben a rendszer napi 1740 darabos kimenetet ért el, jelentősen meghaladva a célszámot. Még a legrosszabb szcenárióban is sikerült 1545 darabot elérni, így az ügyfél biztos lehetett abban, hogy a tervezett cél teljesíthető.
A szimuláció rávilágított, hogy a fő szűk keresztmetszetek nem mindig a legnyilvánvalóbb helyeken vannak: a teszter A és a forgóasztal kulcsszerepet játszott a teljesítményben. A robotnál alkalmazott dupla megfogó csak akkor növelte a termelékenységet, ha a robot volt a szűk keresztmetszet, amúgy nem volt hatással a cella összkihozatalára.
Megoldás és konklúzió
A modell lehetővé tette, hogy a gyártási rendszer már a megvalósítás előtt kiértékelhető legyen. A szimuláció alapján javaslatokat lehetett megfogalmazni az optimalizálásra, például a teszterek kiosztására, a ciklusidők finomhangolására, vagy az operátorok számának meghatározására.
Fontos tanulságok:
- A szűk keresztmetszetek nem mindig ott vannak, ahol elsőre várnánk.
- A robotrendszerek fejlesztése (pl. duplamegfogó) nem mindig esetben hoz javulást a kihozatalban, még akkor sem, ha a robotcellán belül van a szűk keresztmetszet.
- A DES modell kiváló eszköz a döntéstámogatásban már a tervezési fázisban is.
Miért volt kiemelkedő a projekt?
Ebben a projektben egy komplex (manuális és automatizált) rendszer szimulációját valósítottuk meg, amely nemcsak a rendszer teljesítményét, hanem annak érzékenységét is vizsgálta különböző szcenáriók mellett. A közös gondolkodás és az iteratív modellezés lehetővé tette a nagy pontosságú szimulációs fejlesztését és ezáltal lehetővé vált az eredmények megfelelő szintű kiértékelése.
Összefoglalás
Egy ilyen gyártócellához kapcsolódó szimulációs projekt kiváló példája annak, hogyan támogathatja a diszkrét eseményalapú szimuláció a gyártástervezést és döntéshozatalt. Az alapos modellezésnek és az átgondolt szcenárióelemzéseknek köszönhetően a jövőbeli gyártósor optimalizált és jól előkészített formában valósulhat meg.
Hungarian 
English 
German 
