thiết kế mô phỏng hệ thống sản xuất linh hoạt fms (flexible manufacturing system)

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT FMS (FLEXIBLE MANUFACTURING SYSTEM) Sinh viên thực hiện: Cán hƣớng dẫn: Huỳnh Thanh Vũ MSSV: 1110448 Th.s Mai Vĩnh Phúc Cần Thơ, 11/2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT FMS (FLEXIBLE MANUFACTURING SYSTEM) Sinh viên thực hiện: Cán hướng dẫn: Huỳnh Thanh Vũ MSSV: 1110448 Ngành: Cơ khí chế tạo máy Th.S Mai Vĩnh Phúc Thành viên Hội đồng: Th.S Võ Thành Bắc Th.S Phạm Ngọc Long ThS Phạm Quốc Liệt Luận văn bảo vệ tại: Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp Bộ mô Kỹ thuật khí, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ vào ngày: 19/05/2015 Có thể tìm hiểu luận văn tại: Thư viện Khoa Công Nghệ, Trường Đại Học Cần Thơ Website: http://www.ctu.edu.vn Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN .v TÓM TẮT ĐỀ TÀI iv CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .1 1.1 Giới thiệu hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) 1.2 Thực trạng nƣớc 1.2.1 Nƣớc 1.2.2 Trong nƣớc 1.3 Mục tiêu .4 1.4 Phạm vi đề tài 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.6 Các nội dung CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) 2.1.1 Bố trí hệ thống sản xuất linh hoạt .6 2.1.2 Các dạng bố trí 2.1.3 Hệ thống vận chuyển FMS 2.2 Mô 10 2.2.1 Định nghĩa mô 10 2.2.2 Xây dựng mô hình hệ thống với Arena 10 2.2.3 Tổng quan Arena Master Development (Arena) 11 2.2.3.1 Sơ lƣợc thao tác với Arena 13 2.2.3.2 Thanh công cụ Animate .14 2.2.3.3 Thanh công cụ Animate Transfer 15 2.2.4 Phƣơng pháp nhóm máy 15 CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH HỆ THỐNG 18 3.1 Xác định vấn đề .18 3.2 Mô hình toán 18 3.3 Thiết kế hệ thống FMS 21 3.3.1 Bố trí hệ thống ban đầu 21 3.3.2 Bố trí nhóm máy cho hệ thống 26 3.3.2.1 Sơ đồ bố trí dạng đƣờng thẳng (Line) 26 3.3.2.2 Sơ đồ bố trí dạng chữ U (U – Shape) 28 3.3.2.3 Sơ đồ bố trí dạng vòng (Loop) 30 CHƢƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 32 4.1 Giới thiệu mô hệ thống FMS 32 4.2 Mô hệ thống FMS 32 4.2.1 Tỉ lệ sản phẩm 32 4.2.2 Các bƣớc gia công sản phẩm 33 4.2.3 Nguồn lực nhóm máy .34 4.2.4 Nhập ma trận chi phí vận chuyển đơn vị cho dạng bố trí 37 SVTH:Huỳnh Thanh Vũ i Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 4.2.4.1 Dạng Line 38 4.2.4.2 Dạng chữ U 38 4.2.4.3 Dạng Loop 39 4.2.5 Nhập công thức tính tổng chi phí .39 4.3 Kiểm tra quy trình sản xuất sản phẩm 40 4.4 Kết mô phân tích .41 4.3.1 Dạng đƣờng thẳng (Line) 42 4.3.2 Dạng chữ U (U - Shape) 44 4.3.3 Dạng vòng (Loop) 45 4.4 Phân tích so sánh kết 46 4.4.1 Phân tích kết .46 4.4.2 So sánh kết 47 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48 5.1 Kết luận 48 5.2 Kiến nghị 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 SVTH:Huỳnh Thanh Vũ ii Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Hệ thống FMS .6 Hình 2.2 Bố trí dạng đƣờng thẳng Hình 2.3 Bố trí dạng vòng Hình 2.4 Bố trí dạng chữ U Hình 2.5 Thiết bị vận chuyển AGVs Hình 2.6 Băng tải Hình 2.7 Hệ thống lƣu trữ thu hồi tự động AS/RS 10 Hình 2.8 Cửa sổ chƣơng trình Arena .13 Hình 2.9 Biểu đồ gia công sản phẩm 16 Hình 2.10 Khởi động phần mềm PFAST 17 Hình 2.11 Cửa sổ liệu đầu vào PFAST .17 Hình 3.1 Dữ liệu đầu vào 23 Hình 3.2 Sơ đồ bố trí dạng đƣờng thẳng (line) 26 Hình 3.3 Sơ đồ bố trí dạng chữ U 28 Hình 3.4 Sơ đồ bố trí dạng vòng (loop) 30 Hình 4.1 Cửa sổ khai báo tỷ lệ sản phẩm 33 Hình 4.2 Cửa sổ nhập liệu quy trình sản xuất sản phẩm 34 Hình 4.3 Cửa sổ khai báo nguồn lực nhóm máy 35 Hình 4.4 Cửa sổ khai báo số lƣợng nguồn lực nhóm máy 36 Hình 4.5 Sơ đồ mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS .37 Hình 4.6 Ma trận chi phí vận chuyển mô hình mô dạng Line 38 Hình 4.7 Ma trận chi phí vận chuyển mô hình mô dạng chữ U 38 Hình 4.8 Ma trận chi phí vận chuyển mô hình mô dạng Loop .39 Hình 4.9 Cửa sổ khai báo công thức tổng chi phí 40 Hình 4.10 Cửa sổ thiết lập mô chạy sản phẩm .40 Hình 4.11 Thanh công cụ điểu khiển mô 41 Hình 4.12 Mô chạy sản phẩm 41 Hình 4.13 Cửa sổ thiết lập thời gian chạy mô .42 Hình 4.14 Mô hình mô thực thể kết dạng Line .42 Hình 4.15 Biểu đồ số liệu thể hiệu suất làm việc máy gia công 43 Hình 4.16 Mô hình mô thực thể kết dạng chữ U 44 Hình 4.17 Biểu đồ số liệu thể hiệu suất làm việc máy gia công 45 Hình 4.18 Mô hình mô thực thể kết dạng vòng (Loop) 45 Hình 4.19 Biểu đồ số liệu thể hiệu suất làm việc máy gia công 46 SVTH:Huỳnh Thanh Vũ iii Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Số lƣợng máy gia công đƣợc dùng hệ thống sản xuất .19 Bảng 3.2 Kích thƣớc số lƣợng loại sản phẩm .19 Bảng 3.3 Quy trình sản xuất sản phẩm .20 Bảng 3.4 Kế hoạch thời gian gia công sản phẩm [1] 21 Bảng 3.5 Bố trí hệ thống ban đầu phƣơng pháp thủ công .22 Bảng 3.6 Quy trình gia công sản phẩm PFAST 24 Bảng 3.7 Nhóm máy tối ƣu xếp 25 Bảng 4.1 Kết mô hình mô ba dạng bố trí 46 Bảng 4.2 Chi phí thời gian sản xuất trung bình sản phẩm 47 Bảng 3.8 Ma trận khoảng cách máy bố trí dạng Line (m)………… 27 Bảng 3.9 Ma trận khoảng cách máy bố trí dạng chữ U(m)……… 28 Bảng 3.10 Ma trận khoảng cách máy bố trí dạng Loop (m) ….29 SVTH:Huỳnh Thanh Vũ iv Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS LỜI CẢM ƠN Trải qua tháng thực đề tài luận văn tốt nghiệp “Sử dụng mô để thiết kế mô hình hệ thống sản xuất linh hoạt FMS”, đến đề tài hoàn thành Để có đƣợc kết này, công sức em, mà có hỗ trợ từ thầy cô, gia đình bạn bè Do thiếu lời cảm ơn chân thành gửi đến ngƣời “bạn đồng hành” đáng qu‎ý Trƣớc hết, xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới thầy Mai Vĩnh Phúc thầy Nguyễn Văn Cần tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn em suốt thời gian thực đề tài Em xin đƣợc gửi lời lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy cô môn Kỹ thuật Cơ khí, quý Thầy cô khoa Công nghệ cán bộ, giảng viên trƣờng Đại học Cần Thơ truyền đạt cho chúng em kiến thức quí báu suốt khóa học Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình bạn sinh viên tận tình giúp đỡ động viên suốt khóa học nhƣ trình thực đề tài Do kiến thức hạn chế nên chắn đề tài nhiều sai sót Em mong nhận đƣợc góp ý từ quý thầy cô bạn bè Em xin chân thành cảm ơn! Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Huỳnh Thanh Vũ SVTH:Huỳnh Thanh Vũ v Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS TÓM TẮT ĐỀ TÀI Từ sau thời kỳ hội nhập kinh tế nƣớc ta phát triển vƣợt bậc, song song Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá đƣợc đẩy mạnh Chính thu hút nhiều nhà đầu tƣ nƣớc vào Việt Nam nhiều công ty, nhà máy, xí nghiệp có vốn đầu từ nƣớc đƣợc thành lập Để đáp ứng nhu cầu thị hiếu ngƣời với sản phẩm đa dạng, chất lƣợng không ngừng cải thiện Một hệ thống sản xuất đa dạng đƣợc loại sản phẩm đòi hỏi trình sản xuất phải linh hoạt nên việc thiết kế hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS- Flexible Manufacturing System) quan trọng Một hệ thống FMS sản xuất đƣợc nhiều loại sản phẩm khác cho phép thay đổi trình tự xử lý sản phẩm thay đổi số lƣợng sản xuất Kết mang lại thành công việc nâng cao sử dụng vốn, lợi nhuận cao hơn, tăng khả cạnh tranh.Tuy nhiên, thiết kế FMS phức tạp, máy móc cần bố trí khác nhau, hệ thống xử lý vật liệu thời gian sản xuất sản phẩm Mặc dù xuất từ lâu nƣớc phát triển, song với Việt Nam hệ thống sản xuất linh hoạt FMS mẻ Chính thực đề tài: “Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing System)” nhằm ngƣời có nhìn khách quan với hệ thống sản xuất linh hoạt SVTH:Huỳnh Thanh Vũ iv Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) Vào năm 1960, thị trƣờng kinh tế nói chung công nghệ nói riêng cạnh tranh trở nên khốc liệt Trong suốt năm 1960 – 1970 chi phí sản xuất mối quan tâm Về sau chất lƣợng thƣớc đo ƣu tiên sản phẩm Khi thị trƣờng ngày trở nên phức tạp tốc độ sản xuất sản phẩm trở thành mối lo ngại nhà sản xuất riêng khách hàng vấn đề cần thiết Một chiến trƣợc đƣợc xây dựng, công ty phải thích ứng với điều kiện môi trƣờng mà họ hoạt động sản xuất Họ cần linh hoạt hoạt động sản xuất để đáp ứng đƣợc nhu cầu thị trƣờng thay đổi liên tục Do đổi hệ thống sản xuất trở thành vấn đề quan trọng, giúp cho nhà kinh doanh sản xuất chiếm đƣợc lợi cạnh tranh Peter Drucker nói: “Khi nghiên cứu FMS, phải trở thành nhà quản lý công nghệ không đơn sử dụng công nghệ” Từ hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) đƣợc đổi liên tục để hoạt động với chi phí thấp có xuất lớn nhằm thỏa mãn điều kiện khách hàng Một nghiên cứu MIT lực cạnh tranh công ty Mỹ tăng trƣởng gấp hai lần từ việc đổi hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing System) hệ thống sản xuất đƣợc điều khiển tự động máy tính, có khả thay đổi chƣơng trình điều khiển sản phẩm cách linh hoạt trình sản xuất Thông thƣờng, FMS sản xuất loạt sản phẩm khác nhau, dây chuyền lắp ráp sản phẩm truyền thống thƣờng sản xuất số lƣợng lớn sản phẩm nhƣng bị hạn chế linh hoạt sản xuất sản phẩm Hệ SVTH:Huỳnh Thanh Vũ Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS thống điều khiển trung tâm kiểm soát số máy gia công khí nối với hệ thống xử lý nguyên liệu nhƣ hệ thống vận chuyển vật tƣ (AGVs) hệ thống băng tải Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS cho phép tự động hóa mức độ tự động hóa cao sản xuất hàng loạt nhỏ vừa sở áp dụng máy gia công khí, robot công nghiệp để điều khiển, đồ gá dụng cụ, hệ thống vận chuyển, tích trữ phôi với mục đích tối ƣu hóa trình công nghệ trình sản xuất Đặc điểm hệ thống sản xuất FMS khả điểu chỉnh nhanh thiết bị để chế tạo sản phẩm Một hệ thống FMS tốt cho phép đáp ứng đƣợc sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhu cầu thay đổi Kết giúp rút ngắn thời gian sản xuất sản phẩm dẫn đến tăng suất , lợi nhuận cao tăng khả cạnh tranh Tuy nhiên, vấn đề thiết kế hệ thống FMS phức tạp, điều quan trọng gặp khó khăn lớn chọn loại bố trí hiệu có nhiều loại bố trí khác Luận văn sử dụng mô để chọn dạng bố trí cho FMS tốt với yếu tố đầu vào đƣợc giả định ban đàu cho hệ thống, thiết kế mô hình FMS nhƣ tốt Các dạng bố trí tập trụng vào dạng mà nghiên cứu trƣớc đả đƣa bao gồm: dạng đƣờng thẳng (line), chữ U dạng vòng (loop) Từ kết đầu mô phỏng, dựa thông số hiệu suất, tổng chi phí sản xuất, tổng thời gian sản xuất sản phẩm để đánh giá sau chọn dạng bố trí thích hợp 1.2 Thực trạng nƣớc 1.2.1 Nƣớc Khái niệm sản xuất linh hoạt đƣợc biết đến lần vào năm 1965 công ty Bristish Firm Molins công đƣa sản phẩm với tên gọi System 24 System 24 hệ thống FMS thật Tuy nhiên hệ thống phát triển thêm đƣợc công nghệ tự động hóa công nghệ thông tin chƣa phát triển nên hổ trợ cho phát triển hệ thống đƣợc Khái niệm sản xuất linh hoạt bị lãng quên Nhƣng vào năm 70 đầu thập kỷ 80, với phát triển nhảy vọt công nghệ thông tin ứng dụng công nghệ thông tin sản xuất mà sản xuất linh hoạt phát triển trở lại với tốc SVTH:Huỳnh Thanh Vũ Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Hình 4.3 Khai báo nguồn lực nhóm máy Hình 19 Cửa sổ khai báo số lƣợng nguồn lực nhóm máy Sau hoàn thành thao tác nhập liệu đầu vào nhƣ: khai báo tỉ lệ sản phẩm, quy trình sản xuất sản phẩm, nguồn lực nhóm máy, số lƣợng nguồn lực,… Ta có đƣợc sơ đồ mô nhƣ sau: Sơ đồ gồm có: - Dãy module nằm làm nhiệm vụ khai báo, liên kết giao tiếp với nhóm máy - nhóm máy: nhóm máy có dãy nguồn lực khác phù hợp với sở liệu chƣơng - Mỗi nhóm máy dãy module làm nhiệm vụ liên kết thực quy trình sản xuất sản phẩm theo phân phát dãy module - Module PHOI nơi thiết lập số lƣợng sản phẩm tối đa - Module LOAI SAN PHAM dùng để khai báo tỉ lệ sản phẩm, trình gia công, loại sản phẩm khai báo hình ảnh từ thƣ viên cho loại sản phẩm - Module Assign CHINH module quan trọng đƣợc dùng để khai báo dãy mã lệnh tính toán chi phí suất hệ thống Nó đƣợc dùng nhằm giao tiếp với với Assign nhóm máy để tạo tính thống cho việc mô - Module TRAM TRUNG GIAN làm nhiệm vụ cung cấp quy trình sản xuất sản phẩm đến Station nhóm máy từ – - Các module TIEN NHOM 1, PHAY NHOM 2, MAI NHOM4, KIEM TRA NHOM 5,…ở nhóm máy từ 1- module khai báo nguồn lực SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 36 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS - Các Assign TIEN 1, PHAY 2, KHOAN 3, , nhóm máy từ 1- module dùng để tính toán khai báo mã lệnh tính toán thời gian chi phí cụ thể máy gia công LOAI SAN PHAM PHOI TRA M B A T DA U As sign CHINH TRA M K E T THUC TRA M TRUNG GIA N SAN PHAM S tation TIE N NHOM TIEN NHOM As sign TIEN Route TIE N NHOM S tation MA I NHOM S tation MA I NHOM MAI NHOM As sign MAI Route MA I NHOM S tation TA RO NHOM KHOAN NHOM As sign KHOAN Route TA RO NHOM NHOM Route K HOA N NHOM NHOM PHAY NHOM As sign PHAY Route P HA Y NHOM S tation K IE M TRA NHOM KIEM TRA NHOM KHOAN NHOM As sign KHOAN Route K HOA N NHOM As sign KIEMTRA Route K IE M TRA NHOM NHOM NHOM S tation S ON NHOM SON NHO As sign SON Route S ON NHOM 0 S tation HA N NHOM As sign TARO TARO NHOM S tation K HOA N NHOM Route MA I NHOM 0 S tation P HA Y NHOM As sign MAI 0 S tation K HOA N NHOM MAI NHOM HAN NHOM As sign HAN Route H A N NHOM NHOM NHOM Hình 20 Sơ đồ mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 4.2.4 Nhập ma trận chi phí vận chuyển đơn vị cho dạng bố trí Ma trận chi phí vận chuyển đơn vị đƣợc nhập theo giống với ma trận khoảng cách dạng bố trí đƣợc trình bày mục 3.3.2 SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 37 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 4.2.4.1 Dạng Line Hình 21 Ma trận chi phí vận chuyển mô hình mô dạng Line 4.2.4.2 Dạng chữ U Hình 22 Ma trận chi phí vận chuyển mô hình mô dạng chữ U SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 38 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 4.2.4.3 Dạng Loop Hình 23 Ma trận chi phí vận chuyển mô hình mô dạng Loop 4.2.5 Nhập công thức tính tổng chi phí Chi phí đƣợc tính theo thời gian công thức tính tổng chi phí đƣợc thiết lập nhƣ sau cho dạng bố trí: Tổng chi phí thời gian = tổng thời gian vận chuyển sản phẩm hệ thống sản xuất linh hoạt FMS tính từ đầu vào (Input) đến bƣớc trình tự gia công cuối hoản thành sản phẩm (Output) Công thức đƣợc chuyển sang dạng mã lệnh để sử dụng phẩn mềm Arena nhƣ sau: Total Trans Cost = Trans Cost (FromStation,ToStation) + Transfer Time Matrix(FromStation,ToStation) SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 39 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Hình 24 Cửa sổ khai báo công thức tổng chi phí 4.3 Kiểm tra quy trình sản xuất sản phẩm Đây bƣớc kiểm tra lại kết chạy mô phƣơng pháp thủ công Ta tiến hành kiểm tra kết dạng bố trí Line dạng bố trí chữ U Loop tƣơng tự Đầu tiên cần phải thiết lập cho mô chạy sản phẩm nhƣ hình sau: Hình 25 Cửa sổ thiết lập mô chạy sản phẩm SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 40 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Tiếp theo ta dùng công cụ chạy mô để tiến hành kiểm tra Hình 26 Thanh công cụ điểu khiển mô Lúc chƣơng trình mô chạy sản phẩm nhƣ hình sau: Hình 27 Mô chạy sản phẩm Ta cần quan sát sản phẩm ghi lại quy trình sản xuất qua máy gia công nhóm từ 1- sau so sánh với với Bảng 3.3 Quy trình sản xuất sản phẩm Nếu quy trình khớp kết mô với liệu đầu vào nhập 4.4 Kết mô phân tích Ở mục ta xem xét tiêu chí quan trọng đƣợc xuất từ kết mô dạng bố trí - Tổng chi phí thời gian vận chuyển (Total Cost): đơn vị chi phí tính theo thời gian - Năng suất (Number Out) = … (sản phẩm/tháng) - Hiệu suất làm việc nguồn lực dạng bố trí SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 41 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Hình 28 Cửa sổ thiết lập thời gian chạy mô 4.3.1 Dạng đƣờng thẳng (Line) Hình 29 Mô hình mô thực thể kết dạng Line SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 42 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Kết mô dựa Hình 4.14: - Tổng chi phí thời gian vận chuyển (Total Cost) = 2393449.5 - Năng suất (Number Out) = 277 (sản phẩm/tháng) - Từ phần mêm Arena ta xuất biểu đồ thể hiệu suất máy gia công nhằm phản ánh kết suất (Number Out) mô hình dạng Line - Từ Hình 4.15 cho thấy hiệu suất sử dụng máy không đồng nguồn lực chƣa đƣợc tối ƣu Có lệch máy gia công nên có nhiều điểm thất cổ chai nhƣ máy gia công: KHOAN 3, HAN 3, PHAY Hình 30 Biểu đồ số liệu thể hiệu suất làm việc máy gia công SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 43 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 4.3.2 Dạng chữ U (U - Shape) Hình 316 Mô hình mô thực thể kết dạng chữ U Kết mô dựa Hình 4.16: - Tổng chi phí thời gian vận chuyển (Total Cost) = 2922871 - Năng suất (Number Out) = 354 (sản phẩm/tháng) - Từ phần mêm Arena ta xuất biểu đồ thể hiệu suất máy gia công nhằm phản ánh kết suất (Number Out) mô hình dạng Line - Từ Hình 4.17 cho thấy hiệu suất sử dụng máy không đồng nguồn lực chƣa đƣợc tối ƣu Có lệch máy gia công nên có nhiều điểm thất cổ chai nhƣ máy gia công: PHAY 2, MAI 4, MAI 1, KHOAN SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 44 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Hình 32 Biểu đồ số liệu thể hiệu suất làm việc máy gia công 4.3.3 Dạng vòng (Loop) Hình 33 Mô hình mô thực thể kết dạng vòng (Loop) Kết mô dựa Hình 4.18: - Tổng chi phí thời gian vận chuyển (Total Cost) = 2978013 - Năng suất (Number Out) = 371 (sản phẩm/tháng) SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 45 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS - Từ phần mêm Arena ta xuất biểu đồ thể hiệu suất máy gia công nhằm phản ánh kết suất (Number Out) mô hình dạng Line - Từ Hình 4.19 cho thấy hiệu suất sử dụng máy không đồng nguồn lực chƣa đƣợc tối ƣu Có lệch máy gia công nên có nhiều điểm thất cổ chai nhƣ máy gia công: MAI 4, KHOAN 3, MAI 1, PHAY Hình 34 Biểu đồ số liệu thể hiệu suất làm việc máy gia công 4.4 Phân tích so sánh kết 4.4.1 Phân tích kết Bảng 4.1 Kết mô hình mô ba dạng bố trí Dạng bố trí Tổng chi phí (tính theo thời gian) Năng suất (sản phẩm/tháng) Dạng đƣờng thẳng (Line) 2393449.5 277 Dạng chữ U (U – Shape) 2922871 354 Dạng vòng (Loop) 2978013 371 Kết luận: Xét tổng chi phí: kết dạng bố trí có tổng chi phí chênh lệch nhau: - Dạng chữ U có chi phí lớn dạng Line SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 46 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS - Dạng Loop có chi phí lớn dạng chữ U Xét suất: kết dạng bố trí có suất hoàn toàn khác nhau: - Dạng chữ U có suất lớn dạng Line - Dạng Loop lại có suất lớn dạng chữ U Nhƣ dựa vào thông số để chọn chƣa đủ, phân tích kết chƣa cho nhìn khách quan để kết luận dạng tốt Để có lựa chọn khách quan xác ta cần phải tính tỉ lệ giá trị 4.4.2 So sánh kết Từ Bảng 4.1 ta tiến hành chia tỉ lệ tổng chi phí sản xuất suất Tìm đƣợc trung bình chi phí sản xuất sản phẩm (Bảng 4.2) Bảng4.2 Chi phí thời gian sản xuất trung bình sản phẩm Dạng bố trí Chi phí thời gian sản xuất trung bình sản phẩm Dạng đƣờng thẳng (Line) 8640.61 Dạng chữ U (U – Shape) 8256.69 Dạng vòng (Loop) 8026.99  Dựa vào Bảng 4.2 với số liệu chi phí thời gian sản xuất trung bình sản phẩm ta có kết luận rằng: Dạng vòng (Loop) dạng bố trí tốt Kết luận: kiểu bố trí đƣợc đặt cho hệ thống sản xuất linh hoạt FMS kiểu đƣờng thẳng (Line), kiểu chữ U (U-Shape), kiểu vòng (Loop) kiểu bố trí vòng (Loop) kiểu bố trí tốt nhất, tối ƣu SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 47 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Đề tài đƣợc thực khoảng 15 tuần Trong khoảng thời gian đó, sở tài liệu tự động hóa hệ thống sản xuất linh hoạt FMS số tài liệu tham khảo khác Đến đề tài hoàn thành đạt đƣợc mục tiêu đề Trong đề tài tốt nghiệp em tìm hiểu số nội dung nhƣ sau: - Tìm hiểu phân tích hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing System) - Tính toán thiết kế mô hình kiểu bố trí cho hệ thống sản xuất linh hoạt FMS - Mô mô hình kiểu bố trí hệ thống sản xuất linh hoạt FMS dựa phần mềm Arena - So sánh kết tìm kiểu bố trí tối ƣu cho hệ thống sản xuất linh hoạt đạt đƣợc yêu cầu đặt Từ nội dung đề tài, hiểu rõ hệ thống sản xuất linh hoạt nhƣ kiểu bố trí hệ thống Từ ứng dụng cho hệ thống sản xuất tối ƣu hệ thống sản xuất linh hoạt, lựa chọn nguồn lực phù hợp, kiểm tra khả làm việc nguồn lực,… nhằm cao suất cho hệ thống sản xuất linh hoạt đạt đƣợc hiệu kinh tế cao 5.2 Kiến nghị Vì thời gian có hạn nên số vấn đề liên quan đến hệ thống sản xuất linh hoạt FMS chƣa thể nghiên cứu đƣợc nhƣ: - Xác định số lƣợng máy đầu tƣ cách tối ƣu để giảm thiểu điểm thắc cổ chai máy gia công nhóm máy - Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển cho dạng bố trí - Phân tích kết dựa chi phí sản xuất thực tế xƣởng sản xuất cụ thể SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 48 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS - Thử nghiệm mô cho hệ thống sản xuất thực tế cách thu thập số liệu nhƣ đơn đặt hàng khách hàng, thời gian gia công, quy trình sản xuất cụ thể SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 49 Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A Singholi, D Chhabra and M Ali Towards inproving the performance of flexible manufacturing system: a case study Journal of Industrial Engineering and Management, 2010 [2] Trần Văn Địch, Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS sản xuất tích hợp CIM Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2010 [3] M Safitra, A Ahmad and A Ahmari Experimental Design of Flexible Manufacturing System King Saud University, 2014 [4] K Mallikarjuna, V Veeranna and K Hema Chandra Reddy Optimum Design of Loop Layout in Fexible Manufacturing System an Approach of Metaheuristics International Journal of Advances in Engineering & Technology, 2013 [5] K Han, S Bae, S Hyun, C Lee and D Jeong Parametric Layout Design and Simulation of Flexible Manufacturing System Recent Researches in Power Systems and Systems Science [6] http://en.wikipedia.org/wiki/Flexible_manufacturing_system [7] http://www.uky.edu/~dsianita/611/fms.html [8] http://www.jiem.org [9] http://www.ignou.ac.in/upload/UNIT6-55.pdf [10]http://wwwme.nchu.edu.tw/~CIM/courses/Flexible%20Manufacturing%20Syst ems/Microsoft%20Word%20-%20Chapter7F-GT%20and%20FMS.pdf SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 50 [...]... Vũ 3 Thiết kế mô phỏng hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Ở Việt Nam việc áp hệ thống sản xuất linh hoạt FMS vẫn còn khá hạn chế chủ yếu chỉ tập trung ở các công ty có vốn đầu từ nƣớc ngoài nhƣ Honda, Toyota Việt Nam, …Mới đây nhất Trƣờng Đại học Sao Đỏ (Bộ Công Thƣơng) đã giới thiệu mô hình tự chế tạo: hệ thống sản xuất linh hoạt Qua thực trạng cho thấy việc áp dụng hệ thống sản xuất linh hoạt FMS vẫn... bản vẽ và mô phỏng hệ thống FMS bằng phần mềm Arena Nội dung chính của thuyết minh đƣợc trình bày qua các phần sau: Chƣơng 1: Tổng quan Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết Chƣơng 3: Mô hình hệ thống Chƣơng 4: Mô phỏng và kết quả Chƣơng 5: Kết luận và kiến nghị SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 5 Thiết kế mô phỏng hệ thống sản xuất linh hoạt FMS CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) 2.1.1... 17 Thiết kế mô phỏng hệ thống sản xuất linh hoạt FMS CHƢƠNG 3 MÔ HÌNH HỆ THỐNG 3.1 Xác định vấn đề Mô hình hệ thống sản xuất linh hoạt FMS nghiên cứu và khảo sát về hiệu năng của hệ thống đƣợc xác định bằng tổng chi phí, thời gian sản xuất và số lƣợng sản phẩm đƣợc tạo ra ở cả ba kiểu bố trí dạng đƣờng thẳng (Line), dạng chữ U và dạng vòng (Loop) từ đó ta sẽ so sánh để chọn cách bố trí tối ƣu nhất Thiết. .. phỏng một hệ thống sản xuất linh hoạt FMS hiệu quả từ việc chọn ra dạng bố trí phù hợp dựa trên dựa trên tổng chi phí thời gian sản xuất và năng suất từ việc mô phỏng hệ thống FMS bằng phần mềm Arena SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 4 Thiết kế mô phỏng hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 1.4 Phạm vi đề tài Đề tài tập trung vào xây dựng dữ liệu đầu vào cho hệ thống FMS, thiết kế mô phỏng cho 3 dạng bố trí: dạng đƣờng... cách bố trí tối ƣu nhất Thiết kế một mô hình FMS hiệu quả có thể sản xuất ra nhiều loại sản phẩm nhƣng thời giản sản xuất là tối thiểu Mô hình này cũng thể hiện đƣợc sự tƣơng tác giữa các yếu tố trong hệ thống sản xuất linh hoạt FMS và đƣa ra hƣớng sản xuất tối ƣu mang lại hiệu suất cao trong quá trình sử dụng hệ thống FMS tạo ra nhiều sản phẩm Mô hình mô phỏng này đƣợc thiết kế và nghiên cứu với nhiều... thời nắm bắt đƣợc sự kết hợp của các yếu tố trong hệ thống sản xuất linh hoạt đồng thời cũng xem xét đƣợc ƣu nhƣợc điểm của hệ thống khi tiến hành mô phỏng 3.2 Mô hình bài toán Hệ thống giả định là một nhà xƣởng sản xuất các sản phẩm cơ khí khác nhau, cụ thể là 20 sản phẩm đƣợc sản xuất theo đơn đặt hàng Mỗi sản phẩm sẽ đƣợc sản xuất theo một trình tự đã đƣợc thiết kế để tạo ra sản phẩm theo yêu cầu... tâm từ việc thiết kế hệ thống sản xuất linh hoạt cho đến bố trí các hình thức sản xuất Từ đó, đặt ra một vấn đề hết sức cấp thiết để thúc đẩy việc nghiên cứu phát triển hệ thống sản xuất linh hoạt FMS ở Việt Nam Chính vì thế tại các trƣờng đại học, cao đẳng của nƣớc ta đã đƣa môn học Sản xuất linh hoạt FMS & tích hợp CIM” vào trƣơng trình đào tạo, riêng đối với trƣờng Đại học Cần Thơ đã đƣa môn “Tự động... của sản phẩm Bảng 3.3, Bảng 3.4 thể hiện thời gian và các bƣớc gia công của sản phẩm Bảng 3.3 Quy trình sản xuất từng sản phẩm STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Tên sản phẩm Sản phẩm 1 Sản phẩm 2 Sản phẩm 3 Sản phẩm 4 Sản phẩm 5 Sản phẩm 6 Sản phẩm 7 Sản phẩm 8 Sản phẩm 9 Sản phẩm 10 Sản phẩm 11 Sản phẩm 12 Sản phẩm 13 Sản phẩm 14 Sản phẩm 15 Sản phẩm 16 Sản phẩm 17 Sản phẩm 18 Sản. .. Băng tải - Hệ thống lƣu trữ và thu hồi tự động (AS/RS): thƣờng đƣợc sử dụng ở nơi có một khối lƣợng sản phẩm lớn, có tải trọng cao đƣợc chuyển ra và vào khỏi kho, hạn chế về không gian SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 9 Thiết kế mô phỏng hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Hình 2.7 Hệ thống lƣu trữ và thu hồi tự động AS/RS 2.2 Mô phỏng 2.2.1 Định nghĩa mô phỏng Mô phỏng là sự bắt chƣớc một quá trình hay hệ thống thực... 60 65 70 65 70 75 85 80 - 3.3 Thiết kế hệ thống FMS 3.3.1 Bố trí hệ thống ban đầu Xác định nhóm máy và sắp xếp trình tự các nhóm máy Từ Bảng 3.3 ta lấy ra ngẫu nhiên 5 sản phẩm và có cách sắp xếp dạng biểu đồ công nghệ đa sản phẩm nhƣ sau: SVTH:Huỳnh Thanh Vũ 21 Thiết kế mô phỏng hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Bảng 3.5 Bố trí hệ thống ban đầu bằng phƣơng pháp thủ công Sản phẩ m 1 In put Tiện Phay Hàn ... tài: Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing System) nhằm ngƣời có nhìn khách quan với hệ thống sản xuất linh hoạt SVTH:Huỳnh Thanh Vũ iv Thiết kế mô hệ thống sản xuất. .. công nghệ thông tin sản xuất mà sản xuất linh hoạt phát triển trở lại với tốc SVTH:Huỳnh Thanh Vũ Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS độ đáng kinh ngạc Hệ thống sản xuất linh hoạt lần... suất hệ thống sản xuất linh hoạt FMS - Thiết kế mô hệ thống sản xuất linh hoạt FMS hiệu từ việc chọn dạng bố trí phù hợp dựa dựa tổng chi phí thời gian sản xuất suất từ việc mô hệ thống FMS phần