širina [m] uspešnost
V magistrski nalogi smo s simulacijami preverjali več različnih načinov poteka procesa pri odvozu gotovih aparatov. Za vsak način smo najprej sestavili simulacijski model in jih nato med seboj primerjali. S simulacijami smo primerjali:
• trenuten proces odvoza gotovih aparatov,
• proces odvoza gotovih aparatov z AGV-ji pri krožnem prometu in
• proces odvoza gotovih aparatov z AGV-ji pri smerno reguliranem prometu.
Pri vsakem procesu smo preverjali, koliko transporterjev (pri trenutnem procesu) oz. AGV-jev potrebujemo, da zagotovimo dovolj hiter odvoz vozičkov z gotovimi aparati in s tem preprečimo zastoj na proizvodni liniji. Tako smo tudi preverili, kateri prometni režim je bolj primeren, krožni ali smerno reguliran. Več vozičkov, kot jih AGV pripelje v skladišče pri posameznem prometnem režimu, bolje je. Poleg števila pripeljanih vozičkov smo preverjali, kakšna je njihova zasedenost oz. kakšen delež celote predstavljajo posamezne delovne operacije. Na podlagi tega lahko nato ugotovimo uspešnost posameznih procesov in katera delovna operacija predstavlja večji delež in jo je v prihodnosti zaželeno optimizirati.
Rezultati in diskusija
42
4.3.1 Sestava modelov
Za preverbo treh različnih procesov smo v ta namen kreirali tri različne simulacijske modele:
• model trenutnega procesa pri odvozu gotovih aparatov (slika 4.12),
• model procesa odvoza gotovih aparatov z AGV-ji pri krožnem prometu in
• model procesa odvoza gotovih aparatov z AGV-ji pri smerno reguliranem prometu.
Vsi modeli so bili kreirani iz izhodiščnega modela (model trenutnega procesa pri odvozu gotovih aparatov). Osnova je za vse bila enaka; spreminjali smo le smer vožnje in območje pobiranja vozičkov z gotovimi aparati, odvisno od posameznega procesa, ki smo ga preverjali.
Slika 4.12: Prikaz tovarne v simulacijskem modelu
Rezultati in diskusija
43 V modelu za trenuten proces pri odvozu gotovih aparatov opazimo, da smo za ozadje vzeli postavitev tovarne. S tem smo se prepričali, da smo celoten model izvedli v merilu; poleg tega smo imeli označene lokacije, kjer se vozički pobirajo in odlagajo. Na modelu opazimo tudi črne črte, označene s puščicami. Te predstavljajo transportne poti, po katerih se lahko transportna sredstva gibajo in v kateri smeri.
V nadaljevanju bomo predstavili podrobnejši prikaz modela v skladišču gotovih izdelkov, ki ga kljub različnim procesom nismo spreminjali, saj je proces na tem območju vedno enak.
Za vsak proces bomo tudi prikazali podrobnejše prikaze modelov na področju proizvodnih linij, saj se med seboj razlikujejo glede na prometni režim oz. na relaciji trenutno-bodoče stanje. Najprej smo na sliki 4.13 predstavili podrobnejši prikaz modela v skladišču gotovih izdelkov.
Slika 4.13: Podrobnejši prikaz modela v skladišču gotovih izdelkov
Na spodnji strani smo dodali štiri parkirna mesta za AGV, na katerih sta parkirana dva AGV-ja za boljši prikaz. Teh parkirnih mest trenutno ni v tovarni. Dodali smo jih na to lokacijo, saj je tu dovolj prostora in je blizu transportnih poti. Ta parkirna mesta so bila upoštevana samo v primerih, kadar smo izvajali simulacijo AGV-jev. Na teh parkirnih mestih smo upoštevali, da so tu tudi polnilne postaje. Tako so AGV-ji v primeru, če so bili z nizkim odstotkom baterije in so čakali na dodelitev naloge, vedno zapeljali na polnilno postajo.
Poleg polnilnih postaj opazimo še dva siva pravokotnika s črno obrobo. Zgornji pravokotnik predstavlja lokacijo, kjer se odložijo polni vozički, spodnji pa, kjer se poberejo prazni vozički.
Rezultati in diskusija
44
Na sliki 4.14 smo predstavili model za trenutno stanje na področju proizvodnih linij.
Slika 4.14: Podrobnejši prikaz modela za trenutno stanje na področju proizvodnih linij
Opazimo lahko dve vzporedni ulici. Na spodnji strani spodnje ulice so trije pravokotniki, ki predstavljajo lokacije za priklop polnega vozička oz. odklop praznega. Na zgornji ulici pa imamo levi pravokotnik, ki predstavlja območje za priklop polnega vozička oz. odklop praznega, in desni, ki predstavlja oskrbo proizvodne linije z materiali s strani ostalih transporterjev.
Prikaz modela za krožni promet z AGV-ji na področju proizvodnih linij smo predstavili na sliki 4.15.
Slika 4.15: Podrobnejši prikaz modela za krožni promet z AGV-ji na področju proizvodnih linij
Na pogled se zdi, da sta ta in prejšnji model enaka, vendar imata eno ključno spremembo.
Spodnjo ulico smo naredili namensko, po kateri lahko peljejo samo AGV-ji. Zato smo tudi premaknili zgornji pravokotnik, ki predstavlja lokacijo za priklop polnega vozička oz.
odklop praznega. Premaknili smo ga na spodnjo ulico in s tem zagotovili, da je ta ulica uporabljena izključno za odvoz gotovih aparatov z AGV-ji.
Rezultati in diskusija
45 Nazadnje smo še na sliki 4.16 prikazali simulacijski model za smerno reguliran promet z AGV-ji.
Slika 4.16: Podrobnejši prikaz simulacijskega modela za smerno reguliran promet z AGV-ji na področju proizvodnih linij
Na sliki lahko nemudoma opazimo, da nimamo več krožnega prometa, ampak je na levi strani spodnje ulice prometni tok prekinjen. Ta ulica še vedno ostaja namenska in je namenjena le odvozu gotovih aparatov z AGV-ji. Prav tako je v tem simulacijskem modelu ta ulica dvosmerna. Dvosmernost in smerno reguliranje izvaja pravokotnik s črnimi črtami, ki obdaja to ulico. Ta pravokotnik zagotavlja, da se AGV-ji na tej ulici ne morejo čelno srečevati. Če se en AGV že vozi po tej ulici, mora drugi počakati na dvosmerni transportni poti, ki jo opazimo na desni strani, dokler ta ne zapelje iz smerno regulirane ulice.
4.3.2 Vstavljanje objektov
Ko so bili vsi modeli pripravljeni, smo začeli v model vstavljati objekte. Najprej smo vstavili štiri proizvodne linije, ki so na lokaciji za priklop polnega vozička generirali polne vozičke.
Nato smo dodali tri transporterje, ki oskrbujejo te štiri proizvodne linije z materiali in se gibajo po enakih transportnih poteh. Ti transporterji so dodani zaradi njihovega velikega vpliva, saj pri oskrbi teh štirih proizvodnih linij velikokrat blokirajo transportne poti.
Nazadnje smo dodali še transportna sredstva, ki opravljajo proces odvoza gotovih aparatov.
V prvem primeru je to bil dodaten transporter, v naslednjih pa AGV-ji.
4.3.3 Programiranje procesov
Za vsakega od treh procesov, ki smo jih simulirali, smo morali ustvariti drugačno logiko. Pri simulaciji trenutnega stanja smo imeli transporter, ki se vozi z vlačilcem, na katerega lahko priklopi štiri vozičke. Ta transporter se je vedno vozil v krogu brez postankov tako, da je po vrsti peljal od ene lokacije do druge in preverjal, ali je na lokaciji za priklop polnih oz. odklop
Rezultati in diskusija
46
praznih vozičkov poln voziček. Če se je, se je ustavil, odklopil prazen voziček in priklopil polnega, nato pa peljal do naslednje točke. Postopek je ponavljal tako dolgo, da je pregledal vse lokacije. Potem se je s polnimi vozički zapeljal do skladišča, kjer je odklopil vse polne vozičke. Ko je končal, se je zapeljal naprej, priklopil prazne vozičke in se peljal naprej do prve lokacije za priklop polnih vozičkov, kjer je celoten postopek ponovil.
Pri programiranju procesov za AGV-je smo uporabili procesni tok za AGV-je, ki ga ponuja program FlexSim in se imenuje »AGV s hevrističnim parkiranjem«. S tem procesom smo dosegli, da so bili vsi AGV-ji parkirani na polnilni postaji, dokler se na lokaciji za priklop polnih oz. odklop praznih vozičkov ni generiral poln voziček. Nato procesni tok designira posamezen AGV na določen poln voziček. Ko se AGV aktivira, najprej priklopi prazen voziček, se pripelje do vnaprej določene lokacije za priklop polnih oz. odklop praznih vozičkov, kjer odklopi prazen voziček in priklopi polnega. S polnim vozičkom se nato zapelje do skladišča, kjer ga odklopi. Ko zaključi z odklapljanjem, preveri, ali ima dodeljeno naslednjo nalogo. Če ima, postopek ponovi, sicer pa se zapelje na polnilno mesto, kjer čaka na dodelitev naslednje naloge.
Programiranje procesov smo zaključili tako, da smo vstavili vhodne parametre. Med te parametre sodijo:
• hitrosti AGV-jev in ostalih transportih sredstev,
• časi priklapljanj in odklapljanj vozičkov v primeru AGV-jev in transporterjev,
• kapaciteta baterije AGV-ja,
• število AGV-jev,
• čas trajanja simulacije,
• procesni časi proizvodnih linij in
• časovnica obratovanja proizvodnih linij (slika 4.17)
Slika 4.17: Prikaz časovnice obratovanja proizvodne linije
Na sliki opazimo, da smo simulacije izvedli za daljše časovno obdobje, in sicer za en delovni teden, kjer smo upoštevali tudi delovno soboto. Ker so simulacije trajale več časa, so rezultati bolj reprezentativni in morebitna manjša odstopanja nimajo velikih vplivov. Na sliki je tudi prikazano, v katerih časih obratuje ena izmed proizvodnih linij. Polja v rdečem pomenijo, da proizvodna linija ne obratuje.
Rezultati in diskusija
47
4.3.4 Izvedba in verifikacija simulacij
Z vnosom vhodnih podatkov smo zaključili kreiranje simulacijskega modela. Sledila je izvedba. Najprej smo simulacije izvajali pri nizkih hitrosti. S tem smo lahko opazovali, ali se v modelu pojavljajo napake in ali se je obnašal po naših željah. V model smo vnašali popravke, dokler nismo dosegli želenega stanja. Ko je to bilo storjeno, smo simulacije nastavili na največjo hitrost, da smo v nekaj sekundah prišli do konca simulacije in nazadnje zbrali rezultate, ki so predstavljeni v nadaljevanju.
4.3.5 Rezultati simulacij
Dobljene rezultate smo predstavili tako, da je za vsak proces najprej prikazano število vozičkov, ki je bilo pripeljano v skladišče z gotovimi izdelki; nato smo še prikazali deleže delovnih operacij posameznih izvajalcev (bodisi transporter, bodisi AGV-ji). Število vseh generiranih polnih vozičkov v enem delovnem tednu je bilo 1550. To število je naša referenčna vrednost za število vozičkov, ki jih morajo posamezni izvajalci pripeljati v skladišče z gotovimi izdelki.
Na sliki 4.18 je prikazano število pripeljanih vozičkov pri trenutnem stanju.
Slika 4.18: Število pripeljanih vozičkov v skladišče z gotovimi izdelki pri trenutnem stanju
Opazimo, da je transporter dosegel referenčno vrednost, kar pomeni, da je uspel vse generirane vozičke pripeljati v skladišče z gotovimi izdelki.
Transporter pri trenutnem procesu odvoza gotovih aparatov porabi različne deleže svojega časa za posamezne delovne operacije, ki so prikazani na sliki 4.19.
Rezultati in diskusija
48
Slika 4.19: Delež delovnih operacij transporterja pri trenutnem stanju
Opazimo, da delovne operacije zavzemajo naslednji delež:
• vožnja 35 %,
• priklapljanje 26 %,
• odklapljanje 26 %,
• blokiran 13 %.
Ker transporter vedno kroži, je smiselno, da največ časa porabi za vožnjo. Zanimivo je, da je 13 % svojega časa blokiran in porabi za čakanje, da se transportna pot pred njim sprosti.
Če prevedemo to v čas, je na 30 minut, ki jih potrebuje za en cikel, v povprečju blokiran 4 minute.
Na sliki 4.20 je prikazano število pripeljanih vozičkov pri krožnem prometu z uporabo AGV-jev. Rezultati so prikazani v treh različnih primerih, in sicer če uporabljamo enega, dva ali tri AGV-je.
Slika 4.20: Število pripeljanih vozičkov v skladišče z gotovimi izdelki pri krožnem prometu z uporabo AGV-jev
Rezultati in diskusija
49 Najprej lahko opazimo, da pri tem procesu en AGV ne bi zadostoval, saj bi pripeljal le 840 vozičkov. Razlog, da en AGV ne more zadostiti potrebam, je tudi ta, da mora nek delež svojega časa nameniti polnjenju baterije, kot bomo lahko videli v nadaljevanju. Da zadostimo potrebam, moramo v procesu imeti vsaj dva AGV-ja. Tako lahko pripeljemo vseh 1550 vozičkov v skladišče z gotovimi izdelki.
Pri tem procesu bi pri različnih številih AGV-jev ti porabili različne deleže svojega časa za posamezne delovne operacije. Na sliki 4.21 je prikazan delež časov pri uporabi enega AGV-ja.
Slika 4.21: Delež delovnih operacij enega AGV-ja pri krožnem prometu
Opazimo, da delovne operacije zavzemajo naslednji delež:
• vožnja 25 %,
• priklapljanje 25 %,
• odklapljanje 25 %,
• blokiran 14 %,
• polnjenje 11 %.
V primerjavi s trenutnim procesom lahko opazimo, da so deleži precej podobni. Pri AGV-ju imamo še dodatno operacijo, in sicer polnjenje, ki rezultira v 11 % celotnega deleža. Med tem procesom AGV miruje in je smiselno, da je zaradi tega delež vožnje za 10 % manjši kot pri transporterju.
Deleže časov smo nadalje preverili pri uporabi dveh AGV-jev in jih prikazali na sliki 4.22.
Slika 4.22: Delež delovnih operacij dveh AGV-jev pri krožnem prometu
Rezultati in diskusija
50
Opazimo, da imajo delovne operacije enak delež pri obeh AGV-jih in zavzemajo naslednje vrednosti:
Opazimo, da čas polnjenja zavzema večji delež kot pri enem AGV-ju. Razlog tiči v tem, da se sedaj delo porazdeli med dva AGV-ja in dokler nimata dodeljene naslednje naloge, se polnita na polnilni postaji.
Nazadnje smo deleže časov preverili še pri uporabi treh AGV-jev in jih prikazali na sliki 4.23.
Slika 4.23: Delež delovnih operacij treh AGV-jev pri krožnem prometu
V nasprotju z dvema AGV-jema se sedaj deleži posameznih delovnih operacij razlikujejo glede na AGV-je. AGV 1 in AGV 3 imata enak delež, ki znaša:
AGV 2 pa ima naslednji delež:
• polnjenje 57 %,
• vožnja 13 %,
• priklapljanje 12 %,
• odklapljanje 12 %,
• blokiran 6 %.
Trend rasti deleža polnjenja smo povsem pričakovali, saj se sedaj delo razdeli na 3 AGV-je.
To pomeni, da imajo vsi AGV-ji manj dela in več časa porabijo čakajoč na polnilni postaji na dodelitev nove naloge.
Rezultati in diskusija
51 Zadnji proces, katerega uspešnost smo preverjali s simulacijskim modelom, je pri uporabi AGV-jev s smerno reguliranim prometom. Na sliki 4.24, je prikazano število vseh pripeljanih vozičkov v skladišče z gotovimi izdelki pri različnem številu AGV-jev.
Slika 4.24: Število pripeljanih vozičkov v skladišče z gotovimi izdelki pri smerno reguliranem prometu z uporabo AGV-jev
Najprej opazimo, da tudi pri tem prometnem režimu potrebujemo vsaj dva AGV-ja, da zadostimo potrebam in pripeljemo 1550 polnih vozičkov. A če pri krožnem in smerno reguliranem prometu primerjamo število pripeljanih vozičkov z enim samim AGV-jem, opazimo, da pri smerno reguliranem pripeljemo 1090 polnih vozičkov, kar je 250 več kot pri krožnem. To lahko pripišemo predvsem temu, da AGV opravlja precej krajšo pot, kar lahko opazimo na sliki 4.25, saj je delež vožnje v primerjavi z deležem priklopa oz. odklopa, precej manjši.
Slika 4.25: Delež delovnih operacij enega AGV-ja pri smerno reguliranem prometu Opazimo, da pri enem AGV-ju delovne operacije zavzemajo naslednji delež:
• priklapljanje 34 %,
Rezultati in diskusija
52
• odklapljanje 34 %,
• vožnja 24 %,
• polnjenje 8 %,
• blokiran 0 %.
Poleg skrajšanja vožnje je zanimivo tudi to, da AGV-ju ni bilo treba čakati na ostala transportna sredstva, saj je uporabljal le ulice, kjer se ostala transportna sredstva ne zadržujejo.
Deleži delovnih operacij se rahlo spremenijo, ko uporabljamo dva AGV-ja, kar je prikazano na sliki 4.26.
Slika 4.26: Delež delovnih operacij dveh AGV-jev pri smerno reguliranem prometu
Opazimo, da imajo delovne operacije enak delež pri obeh AGV-jih in zavzemajo naslednje vrednosti:
• polnjenje 36 %,
• priklapljanje 23 %,
• odklapljanje 23 %,
• vožnja 15 %,
• blokiran 3 %.
V primerjavi s krožnim prometom lahko takoj opazimo, da je čas polnjenja večji, kar pomeni, da več časa čakata na svoje naloge, ker zadane naloge opravita hitreje. Poleg tega je delež, ko sta blokirana, le minimalen in znaša 3 %. To se zgodi takrat, ko en AGV čaka drugega, da ta izprazni smerno regulirano ulico, na katero se lahko nato zapelje.
Nazadnje smo deleže časa preverili še pri uporabi treh AGV-jev in jih prikazali na sliki 4.27.
Rezultati in diskusija
53 Slika 4.27: Delež delovnih operacij treh AGV-jev pri smerno reguliranem prometu
Opazimo, da imajo delovne operacije enak delež pri vseh AGV-jih in zavzemajo naslednje vrednosti::
V skladu s pričakovanji se je delež polnjenja povečal in je ponovno večji kot pri krožnem prometu. Prav tako je delež vožnje in čakanja manjši, kar kaže na to, da je smerno reguliran promet učinkovitejši.
4.4 Diskusija rezultatov
4.4.1 Diskusija rezultatov preizkusov
V preglednici 4.9 so za lažjo predstavo povzeti vsi uspešni preizkusi preverjanja potrebnih širin poti.