BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT MÔ HÌNH HÓA MÔ PHỎNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẢN XUẤT JOBSHOP

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT MƠ HÌNH HĨA & MƠ PHỎNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẢN XUẤT JOBSHOP GVHD: TS Nguyễn Vạng Phúc Nguyên Nhóm 7: Thái Thị Như Ý 1714086 Nguyễn Thị Hoài Nhớ 1712521 Lê Thị My 1712214 Mai Anh Thư 1713424 Huỳnh Thị Thanh Thương 1713435 Học kỳ 192 (2019-2020) SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT MƠ HÌNH HĨA & MƠ PHỎNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẢN XUẤT JOBSHOP GVHD: TS Nguyễn Vạng Phúc Nguyên Nhóm 7: Thái Thị Như Ý 1714086 Nguyễn Thị Hoài Nhớ 1712521 Lê Thị My 1712214 Mai Anh Thư 1713424 Huỳnh Thị Thanh Thương 1713435 SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) Học kỳ 192 (2019-2020) SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH ẢNH CHƯƠNG XÂY DỤNG MƠ HÌNH iv i 1.1 Mơ hình sản xuất Job Shop 1.2 Trình tự cơng việc loại sản phẩm 1.3 Đặt giả thuyết 1.4 Xây dựng thiết lập thông số cho module mơ hình logic 1.4.1 Arrivals 1.4.2 Khu vực gia công 1.4.3 Băng chuyền 1.4.4 Khu vực gia công, lắp ráp 11 1.4.5 Readwrite 14 1.5 Mơ hình Logic 15 CHƯƠNG MƠ HÌNH ANIMATION 16 2.1 Minh họa cho resource 16 2.1 Minh họa đường di chuyển 17 2.1.1 Đường xe nâng 17 2.1.2 Băng chuyền 18 2.2 Animate cho biểu đồ total wip hệ thống 18 2.3 Mơ hình Animation 20 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH THAM SỐ VÀ THIẾT LẬP LẦN CHẠY 21 3.1 Xác định thời gian warm – up 21 3.2 Xác định số lần lặp 22 CHƯƠNG KẾT QUẢ CHẠY MƠ HÌNH MƠ PHỎNG 24 4.1 Thành phẩm (number out) 24 4.2 Trung bình thời gian hồn thành cơng việc 24 4.3 WIP 24 4.4 Thời gian chờ trung bình công việc trạm 25 4.5 Số lượng trung bình cơng việc phải chờ trạm xưởng 26 4.6 Độ hữu dụng (utilization) máy công nhân 27 4.7 Tổng số người-máy cần gia cơng (total number seized) 28 4.8 Phân tích kết sử dụng Pan 29 SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) CHƯƠNG KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1-1 Khởi tạo biến đến Hình 1-2 Thơng số khởi tạo biến đến Hình 1-3 Thiết lập thơng số cho module Assign Hình 1-4 Khai báo set cho Entity Types Part Picture Hình 1-5 Khai báo phần cơng việc Hình 1-6 Khai báo cho Sequence Hình 1-7 Khai báo module Leave Hình 1-8 Thiết lập module Enter Hình 1-9 Khai báo cho Transporter Hình 1-10 Khai báo khoảng cách di chuyển cho xe nâng Hình 1-11 Khai báo module process Hình 1-12 Khai báo resource cho trạm gia cơng Hình 1-13 Khai báo nguồn lực cho Set duc Hình 1-14 Khai báo cơng suất máy Đúc Hình 1-15 Khai báo cho module Batch Hình 1-16 Khai báo module Separate Hình 1-17 Mơ hình cho băng chuyền Hình 1-18 Thiết lập Module Access cho băng chuyền Hình 1-19 Thiết lập Module Convey cho băng chuyền Hình 1-20 Thiết lập Module Exit cho băng chuyền Hình 1-21 Khai báo đường băng chuyền Hình 1-22 Khai báo biến băng chuyền Hình 1-23 Mơ hình với Module Decide Hình 1-24 Thiết lập module Decide Hình 1-25 Thiết lập module Decide Hình 1-26 Thiết lập module process cho cơng việc Lắp ráp 1&3 Hình 1-27 Khai báo file xuất liệu Hình 1-28 Mơ hình logic cho hệ thống Job Shop Hình 2-1 Khai báo Animation Hình 2-2 Khai báo animation cho xe nâng Hình 2-3 Khai báo Distance cho xe nâng Hình 2-4 Khai báo Segment Hình 2-5 Hộp thoại Plot Hình 2-6 Khai báo biến biểu đồ Hình 2-7 Animation cho khu vực gia cơng Hình 2-8 Khu vực lắp ráp, đóng gói Hình 3-1 Khai báo file xuất liệu Hình 3-2 Khai báo Output Analyze Hình 3-3 Biểu đồ phân tích Total Wip cho 10 lần lặp Hình 4-1 Kết đầu mơ hình Hình 4-2 Kết đầu tùng loại sản phẩm 3 4 5 6 7 8 9 10 10 10 11 11 11 12 12 12 13 14 15 16 17 18 18 19 19 20 20 21 21 22 24 24 SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) Hình 4-3 Tổng thời gian hoàn thành loại sản phẩm 24 Hình 4-4 Số lượng wip Part 24 Hình 4-5 Thời gian đợi hàng đợi 25 Hình 4-6 Số lượng đợi hàng đợi 26 Hình 4-7 Độ hiệu dụng nguồn lực 27 Hình 4-8 Biểu đồ độ hiệu dụng nguồn lực 28 Hình 4-9 Open file chạy PAN 29 Hình 4-10 Insert Control 30 Hình 4-11 Insert Response 30 Hình 4-12 Xuất kết cần thiêt Process Analyze 31 Hình 4-13 Biểu đồ cho thấy thay đổi wip thay đổi nguồn nhân lực trạm cắt gọt 31 SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1-1 Máy, số lượng máy chi phí hoạt động cho máy Bảng 1-2 Bảng tính tốn thời gian gia cơng máy Bảng 1-3 Bảng trình tự cơng việc loại sản phẩm 1 SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) CHƯƠNG XÂY DỤNG MƠ HÌNH 1.1 Mơ hình sản xuất Job Shop Nhóm tiến hành thiết kế mơ hình mơ hệ thống sản xuất Job shop Một ngày có ca làm việc, ca 14 tiếng Hệ thống gồm nhóm máy hoạt động liên tục, nhóm gồm số máy giống (identical machines) Nói hệ thống sản xuất điều độ Job shop, có yếu cố ta cần quan tâm: - Số lượng công việc - Số lượng máy nhóm máy/ trạm - Thứ tự gia cơng cơng việc nhóm máy (work sequence) - Tiêu chuẩn đánh giá (performance evaluation criterion) Bảng 1-1 Máy, số lượng máy chi phí hoạt động cho máy 1.2 Trình tự cơng việc loại sản phẩm Theo đề bài, dựa vào kinh nghiệm nhà máy khác, kỳ vọng thời gian xử lý công việc cho theo phân bố Normal cho Bảng 1.1 Hơn nữa, thời gian xử lý thực tế (actual processing time) có trung bình biến đổi (average variation) nằm khoảng 15% giá trị trung bình (average value) Ta xác định thời gian gia công máy sau: Bảng 1-2 Bảng tính tốn thời gian gia cơng máy CV tg(p/cv) max Đúc 45 41.63 48.38 Định hình 15 13.88 16.13 Tiện 20 18.50 21.50 Đúc 45 41.63 48.38 Bào 15 13.88 16.13 Khoan & taro 10 9.25 10.75 var 22.78 2.53 4.50 22.78 2.53 1.13 std 4.77 1.59 2.12 4.77 1.59 1.06 SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) 2.3 Mơ hình Animation Hình 2-7 Animation cho khu vực gia cơng Hình 2-8 Khu vực lắp ráp, đóng gói SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) CHƯƠNG XÁC ĐỊNH THAM SỐ VÀ THIẾT LẬP LẦN CHẠY 3.1 Xác định thời gian warm – up Warm-up period thời gian cần thiết để mơ hình mơ đạt tới trạng thái ổn định gần giống với hệ thống thực Phương pháp xác định trực quan độ dốc q trình mơ ban đầu Sau thời điểm đạt tới điểm tới hạn kết đầu mơ hình đạt đến trạng thái ổn định Để xác định thời gian Warm-up, trước tiên cần sử dụng khối Statistics Advance Process để ghi lại liệu , mà cụ thể liều Cycle time Dữ liệu lưu thành file khai báo địa Output File Cụ thể hình sau Hình 3-1 Khai báo file xuất liệu Sau thực mô với 10 lần lặp, để xác định thời gian Warm up, cần sử dụng chức Plot Output Analyzer để vẽ biểu đồ tập liệu Total WIP vừa ghi lại, qua xác định thời gian Warm up hệ thống Hình 3-2 Khai báo Output Analyze SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) Hình 3-3 Biểu đồ phân tích Total Wip cho 10 lần lặp Biểu đồ thể tổng lượng WIP 10 lần lặp mơ hình, nhận thấy, khoảng thời gian ~3000 phút Số WIP có tượng giảm xuống, nên chọn 3000 phút mốc thời gian mơ hình đạt trạng thái ổn định 3.2 Xác định số lần lặp Với số lần lặp hợp lí kết mơ có sở độ tin cậy cao Để tính số lần lặp, ta sử dụng cơng thức tính sau: ℎ02 𝑛 = ℎ2 × 𝑛0 Trong đó: + n số lần lặp cần tìm + n0 số lần lặp ban đầu + h0 độ rộng phía khoảng tin cậy ban đầu + h độ rộng phía khoảng tin cậy mong muốn Trong trường hợp này, nhóm chọn số lần lặp ban đầu 10 lần, từ xác định halfwidth ban đầu h0 Từ n0 h0 ta xác định số lần lặp hợp lý dựa halfwidth mục tiêu (h) Sử dụng công thức để tính số lần lặp dựa Cycle Time sản phẩm Dưới bảng Cycle time với Halfwidth cho sản phẩm thu chạy mơ hình với số lần lặp 10 lần thời gian lần lặp ngày STT Sản phẩm Sản phẩm Cycle Time Halfwidth Cycle Time Halfwidth 39.9856 4.2567 28.3441 2.0165 40.4994 3.2608 27.5388 1.5156 42.6947 3.8723 27.1656 2.3682 41.4079 2.9735 27.7729 2.3971 39.7326 2.8509 27.4270 1.4729 39.3661 4.008 27.2506 2.1372 SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) 42.8193 4.1932 27.4144 2.0340 SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) 42.3297 4.6771 29.8273 2.5079 44.3835 4.2364 26.3877 1.9849 10 41.0403 3.7577 27.7651 2.0274 Trung bình 41.4259 3.8087 27.6894 2.0462 Ta cho h 10% trung bình Cycle time mức sai số chấp nhận được: Khi đó: số lần lặp tính sản phẩm là: h1=0.1 ×41.4259=4.14259 3.80872 𝑛1 = 4.142592 × 10 = 8.45 Số lần lặp tính sản phẩm h2=0.1 ×27.6894=2.76894 × 𝑛0=5.46 𝑛2 = 2.0462 2.76894 Như ta thấy để mơ hình có độ xác cao tăng độ tinh cậy sản phẩm ta cần lặp lần, sản phẩm lần Tuy nhiên, số lần lặp hai sản phẩm nhỏ giả thuyết ban đầu 10 lần, nên trường hợp ta chạy mơ hình với số lần lặp n = 10 lần SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) CHƯƠNG KẾT QUẢ CHẠY MƠ HÌNH MƠ PHỎNG Sau tiến hành chạy lại mơ hình với thời gian warm up 3000 phút (50 giờ), độ dài lần chạy 10 ngày số lần lặp 10 lần ta thu kết sau Basic time units: Phút 4.1 Thành phẩm (number out) Hình 4-1 Kết đầu mơ hình Với số lượng sản phẩm sản phẩm sau: Hình 4-2 Kết đầu tùng loại sản phẩm 4.2 Trung bình thời gian hồn thành cơng việc Tổng thời gian hồn thành cơng việc Hình 4-3 Tổng thời gian hồn thành loại sản phẩm 4.3 WIP Số lượng Wip đo hệ thống bao gồm Part 1, Part 2, Part sau Hình 4-4 Số lượng wip Part SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) 4.4 Thời gian chờ trung bình cơng việc trạm Hình 4-5 Thời gian đợi hàng đợi SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) 4.5 Số lượng trung bình cơng việc phải chờ trạm xưởng Hình 4-6 Số lượng đợi hàng đợi ⇨ Nhận xét: Số lượng hàng đợi thấp, chủ yếu hàng đợi tập trung khu vực gom lại thành lô để nâng chuyển SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) 4.6 Độ hữu dụng (utilization) máy cơng nhân Hình 4-7 Độ hiệu dụng nguồn lực Để minh họa cách rõ ràng độ hiệu dụng ta sử dụng biểu đồ cung cấp file kết arena Dễ dàng thấy cân độ hiệu dụng nguồn lực, có số nguồn lực có độ hiệu dụng cao lại hầu hết thất Cho thấy phân bổ nguồn lực khơng hợp lí SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) Hình 4-8 Biểu đồ độ hiệu dụng nguồn lực 4.7 Tổng số người-máy cần gia công (total number seized) SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) 4.8 Phân tích kết sử dụng Pan Sau xác định warm-up period (3000 phút), độ dài lặp (10 ngày), số lần lặp (10) Nhóm tiến hành sử dụng Process Analyzer (PAN) để phân tích số phương án lựa chọn để tăng số lượng sản phẩm, giảm WIP Nhận thấy q trình mơ phỏng, Part có số lượng WIP cao (57) có máy cắt gọt tỉ lệ đầu vào cao (50%) Cho nên nhóm định gia tăng nguồn lực máy để giảm thời gian gia cơng máy, giảm WIP từ cải thiện số lượng sản phẩm đầu Nguồn lực máy cắt gọt phân tích theo phương án với số lượng công nhân tăng từ đến Cách sử dụng PAN: - Mở PAN - Open file kết chạy Arena Hình 4-9 Open file chạy PAN - Vào Insert -> Control -> Chọn nguồn lực cần điều chỉnh (ở Resource cắt gọt) SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) Hình 4-10 Insert Control - Vào Insert -> Response -> Chọn Part có WIP lớn Hình 4-11 Insert Response SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) - Chạy PAN cho nguồn lực từ 1-5 Hình 4-12 Xuất kết cần thiêt Process Analyze 🡺 Kết quả: Sauk hi chạy PAN cho mơ hình tăng lên nhân cơng WIP Part giảm từ 57 cịn 53 Hình 4-13 Biểu đồ cho thấy thay đổi wip thay đổi nguồn nhân lực trạm cắt gọt SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) CHƯƠNG KẾT LUẬN Qua việc thiết kế hệ thống sản xuất Job Shop kết hợp sử dụng phần mềm Arena, nhóm xây dựng mơ hình logic mơ hình animation hệ thống sản xuất từ xuất kết mô như: - Trung bình thời gian hồn thành cơng việc - Số lượng bán thành phẩm WIP - Số lượng thành phẩm (Number Out) - Thời gian chờ trung bình công việc trạm - Độ hữu dụng (utilization) máy móc/cơng nhân - Tổng số người-máy cần gia cơng - Phân tích kết sử dụng PAN Từ kiến thức có qua mơn học báo cáo này, nhóm có thêm hiểu biết Ứng dụng kiến thức chun mơn tương lai, từ đưa biện pháp cải tiến hệ thống sản xuất như: xóa bỏ độ cân chuyền, cải thiện hiệu suất chuyền, giảm chi phí nhân cơng, vận chuyển, giảm cycle time, SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Simulation with Arena / W David Kelton, Professor Department of Operations, Business Analytics, and Information Systems University of Cincinnati, Randall P Sadowski, Retired, Nancy B Zupick, Manager.—Sixth edition ... THỐNG CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT MƠ HÌNH HĨA & MƠ PHỎNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẢN XUẤT JOBSHOP GVHD: TS Nguyễn Vạng Phúc Nguyên Nhóm 7: Thái Thị Như Ý 1714086 Nguyễn Thị Hoài Nhớ 1712521