Dựa vào mô hình hóa bước 1 và các khái niệm và ngôn ngữ mô phỏng của SLAMII để xây dựng mô hình mạng cho mô hình bài toán.
Dữ liệu bài ra dùng để mô phỏng gồm:
- Thời gian vật liệu đến các máy đóng giấy bạc được phân phối theo xác suất số mũ với giá trị trung bình là : 0,067 phút.
- Các máy đóng giấy bạc hoạt động bên cạnh nhau và thời gian được phân phối theo xác suất uniform giữa 0,05 – 0,067 phút. Nếu sản phẩm bị lỗi, sẽ tự động bị loại sau 1 phút và trở thành phế phẩm.
- Các máy đóng bao thuốc được bố trí cạnh nhau và phân phối xác suất thời gian dạng uniform giữa 0,05 – 0,06 phút. Nếu sản phẩm bị lỗi, sẽ bị động tự động bị loại sau 1 phút và trở thành phế phẩm.
- Các máy dán tem được bố trí cạnh nhau và phân phối xác suất thời gian dạng uniform giữa 0,05 – 0,07 phút.
- Các máy dán bóng kính được bố trí cạnh nhau và phân phối xác suất thời gian dạng uniform giữa 0,05 – 0,06phút.
- Các công nhân kiểm tra đứng cạnh tại trung tâm kiểm tra thời gian kiểm tra có xác suất uniform 0,05 – 0,075 phút.
- Trung bình 95% sản phẩm tốt và sẽ được vào bước tiếp theo, 5% phải quay lại cắt và kiểm tra lại. Thời gian yêu cầu để quay lại là 10 phút/lần.
79
- Xây dựng mô hình mạng bằng SLAMII trên AWESIM được mô tả dưới đây:
Hình 3.3: Mô hình mạng dây chuyền sản xuất.
Các bộ phận của hệ thống được biểu diễn như hình dưới đây:
80 3.5. Các lệnh điều khiển
Các lệnh điều khiển được xây dựng như au
GEN,"Do Minh Hien","CH2012B",23/12/2014,335,YES,YES; LIMITS,1,,,1; NETWORK,READ; INITIALIZE,0,,NO,,NO; EQUIVALENCE,{{shift,480}}; EQUIVALENCE,{{donggiaybac,2},{dongbaothuoc,2},{dantem,1},{danbon gkinh,1},{kiemtra1}}; REPORT,80,YES,YES,LAST; FIN;
3.6. Tính toán số lần chạy cần thiết
Trong phân xưởng sản xuất có các điều kiện sau: Thời gian làm việc ca: 60x8=480 phút.
Sản lượng mỗi ca là 7000 bao thuốc Với mức độ tin cậy :99%.
Ta sẽ đi tính toán các thông số cần thiết bằng cách chạy mẫu một số lần hữu hạn sau đó dựa vào các thông số đó để tính số lần chạy cần thiết.
Với độ tin cậy 99% ta tuân theo phân phối chuẩn Student. Ta sử dụng công thức : 1,1 . 1,1 . 5 5 v v s s x t x t
Với: x:giá trị trung bình. S:độ lệch chuẩn.
:mật độ trung bình. 1,1
v
t : Hệ số của phân phối chuẩn Student.
Số lần chạy:5. Bậc tự do :4
81
sản phẩm)
(Kết quả của 5 lần chạy trình bày ở phụ lục.)
Ta sử dụng công thức sau khi tính số lần chạy cần thiết:
1,1 .v v s x t n 1,1 . v s x t n 1,1 . v s n t x 2 1,1 . n v s t x
Với: x:giá trị trung bình của 5 lần chạy là: 7093 S:độ lệch chuẩn là : 81,56
1,1
v
t : Hệ số của phân phối chuẩn Student: 3.365 N =335lần.
3.7. Kết quả đạt đƣợc
Sau khi mô phỏng và chạy mô hình ta thu được kết quả như sau: (Kết quả của 335 lần chạy trình bày ở phụ lục.) Sản lượng trung bình 7122,212 sản phẩm/ca.
82
Hình 3.5.Chiều dài hàng trung bình.
83
Hình 3.7.Mức đ sử dụng nguồn trung bình
Sau khi phân tích kết quả thu được trạng thái hệ thống của dây chuyền sản xuất thuốc lá qua kết quả sau:
Thông tin hệ
thống Trạng thái
Nút thắt cổ chai Giá trị trung bình lớn nhất chiều dài hàng đợi được ghi lại trong hành động số 5, ở khu vực công nhân kiểm tra.
Thời gian đợi trong hàng
Trung bình thời gian đợi trong hàng cao nhất tại vị trí công nhân kiểm tra.
Mức độ sử dụng nguồn
- Mức độ sử dụng nguồn lớn nhất được ghi tại hành động số 9 tại vị trí kiểm tra.
- Mức độ sử dụng nguồn lớn thứ 2 được ghi trong cột hoạt động 6 tại khu vực máy dán tem
- Mức độ sử dụng nguồn lớn thứ 3 được ghi trong cột hoạt động 8, 2 tại khu vực máy dán bóng kính và khu vực máy đóng bóng kính. - Tại khu vực máy đóng giấy bạc có giá trị trung bình là 0,874 với giá trị phân bố chuẩn là 0,793
84
giá trị phân bố chuẩn là 0,775
- Tại khu vực máy dán tem giá trị trung bình là 0,934 với giá trị phân bố chuẩn là 0,248
- Tại vị trí máy dán bóng kính giá trị trung bình là 0,856 với giá trị phân bố chuẩn là 0,351
- Tại vị trí công nhân kiểm tra giá trị trung bình là 0,97 với giá trị phân bố chuẩn là 0,171
Hình 3.8. Trạng thái hệ thống của dây chuyền sản xuất thuốc lá
3.8. Thiết kế kịch bản sử dụng nguồn
Từ kết quả phân tích trạng thái hiện tại của phân xưởng đóng bao thuốc lá, kịch bản được nghiên cứu về sử dụng nguồn như sau:
- Tại vị trí máy đóng giấy bạc có 2 máy nhưng số máy trên thực tế sử dụng là:
nE= x+3.s= 0,874+3.0,793= 3,253 Trong đó:x– Giá trị trung bình.
s – Giá trị sai số chuẩn.
Trong 99% các trường hợp được cho là phân bố chuẩn, phảităng số lượng máy lên 4 máy sử dụng để tạo sản phẩm. Kịch bản cho số lượng máy dán tem khác nhau như sau: Kịch bản Số lƣợng máy dán tem CH_DGB1 1 CH_DGB2 2 CH_DGB3 3 CH_DGB4 4
- Tại vị trí máy đóng bao thuốc có 2 máy nhƣng số máy trên thực tế sử dụng đƣợc xác định là:
nE= x+3.s= 0,821+3.0,775= 3,146 Trong đó:x– Giá trị trung bình.
85
s – Giá trị sai số chuẩn.
Trong 99% các trường hợp được cho là phân bố chuẩn, phải có 4 máy để tạo ra sản phẩm. Số kịch bản cho các máy đóng bao thuốc khác nhau như sau:
Kịch bản Số lƣợng máy dán tem
CH_DBT1 1
CH_DBT2 2
CH_DBT3 3
CH_DBT4 4
- Tại vị trí máy dán tem có 1 máy nhưng số máy trên thực tế sử dụng là:
nE= x+3.s= 0,934+3.0,248 = 1,678 Trong đó:x– Giá trị trung bình.
s – Giá trị sai số chuẩn.
Ở đây năng suất có thể cải thiện bằng cách thêm 1 máy dán tem. Năng suất này có giá trị thực tiễn là số lượng máy cần để giữ năng suất với thời gian của UNFORM(0.05, 0.07).
Kịch bản cho số lượng máy dán tem khác nhau bao gồm:
Kịch bản Số lƣợng máy dán tem
CH_DT1 1
CH_DT2 2
Hệ thống sẽ mô phỏng với hơn 335 lần chạy để đạt được ρ1% khoảng thời gian của điểm dự đoán của năng suất với giá trị trung bình mức độ tin cậy là 99%.
- Tại vị trí máy dán bóng kính có 1 máy nhƣng số máy trên thực tế sử dụng là:
nE= x+3.s= 0,856 + 3. 0,351= 1,909
Trong đó:x– Giá trị trung bình. s – Giá trị sai số chuẩn.
86
Ở đây năng suất có thể cải thiện bằng cách thêm 1 máy dán bóng kính. Năng suất này có giá trị thực tiễn là số lượng máy cần để giữ năng suất với thời gian của UNFORM(0.05, 0.06).
Kịch bản cho số lượng máy dán bóng kính khác nhau bao gồm:
Kịch bản Số lƣợng máy dán bóng kính
CH_DBK1 1
CH_DBK2 2
Hệ thống sẽ mô phỏng với hơn 240 lần chạy để đạt được ρ1% khoảng thời gian của điểm dự đoán của năng suất với giá trị trung bình mức độ tin cậy là 99%
- Tại khu vực kiểm tra có 1 công nhân và trên thực tế số công nhân cần là:
nE= x+3.s= 0,97+3.0,171= 1,483 Trong đó:x– Giá trị trung bình.
s – Giá trị sai số chuẩn.
Trong 99% các trường hợp được cho là phân bố chuẩn, phải tăng số lượng công nhân lên 1 người để tạo ra sản phẩm và đảm bảo năng suất.
Kịch bản cho các trường hợp với số lượng công nhân khác nhau bao gồm:
Kịch bản Số lƣợng công nhân
CH_CN1 1
CH_CN2 2
87
Hình 3.9. iểu đồ n ng uất với c c kịch bản với ố m y đóng giấy bạc kh c nhau (1÷4).
Hình 3.10. iểu đồ n ng uất với c c kịch bản với ố m y đóng bao thuốc kh c nhau (1÷4).
88
Hình 3.11. iểu đồ n ng uất với c c kịch bản với ố máy dán tem khác nhau (1÷2).
Từ biểu đồ trên cho thấy: Trạng thái ổn định của năng suất khi sử dụng với 2 máy.
89
Hình 3.13 iểu đồ n ng uất với c c kịch bản kh c nhau về ố lượng công nhân kiểm tra (1÷2)
Từ biểu đồ trên cho thấy: Trạng thái ổn định của năng suất nhận được khi dây chuyền có 2 công nhân kiểm tra.
- Kết luận: Dây chuyền hiện tại gồm 2 máy đóng giấy bạc, 2 máy đóng bao thuốc, 1 máy dán tem và 1 máy dán bóng kính, 1 công nhân kiểm tra. Tuy nhiên với dây chuyền này, hệ thống sẽ bị thắt nút cổ chai tại máy dán tem và bộ phận kiểm tra, vì vậy tác giả đề xuất kịch bản mới gồm 2 máy đóng giấy bạc, 2 máy đóng bao thuốc, 2 máy dán tem và 1 máy dán bóng kính, 2 công nhân kiểm tra, dây chuyền sẽ không xảyra các hiện tượng thắt nút cổ chai.
90 KẾT LUẬN 1. Các kết quả đạt đƣợc của đề tài
Ứng dụng phần mềm mô phỏng là một phương pháp được ứng dụng rất rộng từ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, trong quá trình hoạt động phần mềm mang lại hiệu quả tốt trong việc nghiên cứu khoa học và thực tiễn sản xuất và trở thành một công cụ mạnh với sự trợ giúp của máy tính. Báo cáo luận văn đã trình bày tổng quan, các khái niệm cơ bản trong lý thuyết mô phỏng trên máy tính và tìm hiểu chi tiết một số phương pháp mô phỏng thường dùng.
Phần ứng dụng đã tìm hiểu và phân tích việc sản xuất tại một dây chuyền sản xuất. Trên cơ sở đó đã tiến hành phân tích yêu cầu và thiết kế một mô hình thử nghiệm mô phỏng hoạt động của dây truyền sản xuất thuốc lá. Mô hình đã giải quyết được một số yêu cầu:
- Bố trí được số nhân công lao động hợp lí cho một dây chuyền sản xuất. - Mô tả trực quan, tổng quát về sự phân bố các thiết bị tại dây chuyền. - Mô phỏng được các hoạt động của thiết bị trong dây chuyền
- Mô phỏng giúp người quản lý đưa ra được phương án sử dụng các thiết bị một cách có hiệu quả góp phần vào nâng cao năng suất giảm giá thành sản phẩm.
2. Hƣớng kiến nghị.
Để đề tài sẽ phát triển thành một công cụ hiệu quả trong tương lai, trong thời gian tới tác giả sẽ tiếp tục nghiên cứu các phương pháp mô phỏng để bổ sung các chức năng như mô phỏng cụ thể cho các hoạt động của một nhà máy sản xuất bao gồm nhiều dây chuyền sản xuất và nghiên cứu các trường hợp cụ thể theo yêu cầu sản xuất: như sản lượng thay đổi, máy móc thay đổi nhân công thay đổi để có thể đưa ra bài toán tổng hợp với phân tích cụ thể.
91
TÓM TẮT LUẬN V N
Ứng dụng mô hình mô phỏng là một lĩnh vực rộng, được ứng dụng trong nhiều ngành với những phương pháp khác nhau. Trong bài báo cáo luận văn chỉ đi tìm hiểu những khái niệm cơ bản về quá trình mô hình mô phỏng nói chung, vấn đề mô phỏng hệ thống sản xuất để có thể ứng dụng vào trong kỹ thuật.
Ngoài ra, bài báo cáo luận văn cũng đã tìm hiểu các ngôn ngữ mô hình mô phỏng đang được sử dụng. Tìm hiểu cách xây dựng mô hình trong phần mềm SLAM II giao diện AweSim để ứng dụng vào các trường hợp trong quá trình sản xuất. Sử dụng mô hình mô phỏng trong công nghiệp giúp cho cán bộ quản lý đánh giá được khả năng vận hành của dây chuyền, việc sử dụng các trang thiết bị, các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất từ đó đưa ra được các giải pháp phù hợp góp phần tiết kiệm chi phí đầu tư, nâng cao năng suất.
Mô hình mô phỏng có rất nhiều bài toán khác nhau, để thực hiện được các trường hợp cần tìm hiểu, nghiên cứu các phương pháp mô hình, kỹ thuật lập trình trên các ngôn ngữ để có thể đưa ra được các kết quả cụ thể cho các trường hợp khác nhau.
92
A BRIEF OF MASTER THESIS
The Simulation model is a wide field, are applied in many industries with different methods. In the frame work of the thesis only to find out the basic sof process simulation modelsin general, the simulation problem for production system scan be applied in engineering.
The in addition, the thesis also learn the language simulation model being used. Learn how to build models in SLAMII software inter face AweSim to put in to the case in the manufacturing process. Using simulation models in the industry to help managers assess the performance of the line, the use of equipment, factors affecting productivity there by make the solution appropriate contribute to saving investment costs, improve productivity.
In summary, simulation model shave a lot of different problems, to make the case needs to invest more research modeling methods and techniques in programming languages to be able to come up results for specificcases.
93
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt
[1]. Tống Đình Quỳ (2007), Giáo trình sác xuất thống kê, Nhà xuất bản Bách Khoa, Hà Nội.
[2]. Lâm Thiên Khôi (2014), Nghiên cứu ứng dụng giao diện AWESIM phục vụ cho kỹ thuật mô hình mô phỏng trong sản xuất công nghiệp, trường Đại học Bách khoa Hà Nội
[3]. Phan Văn Cảnh (2014), Ứng dụng mô hình mô phỏng trong việc bố trí hợp lý số lao đ ng trong dây chuyền sản xuất tại phân xưởng sản xuất, trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Tài liệu tiếng anh
[4]. A.Alan B. Pritsker. (1986), Introduction to Simulation and SLAMII
Systems Publishing Corporation , West Lafayette, Indiana.
[5]. A.Alan B. Pritsker,O‟Reilly,Jean J, (1997) Simulation with Visual SLAMIIand Awesim, JOnhn Willey &Sons Inc .
[6].Awe im total imulation project upport U er’ Guide.Pristker corporation.Symix systems,Inc. May 1999.
[7].Visual SLAM Quick Reference Manual . Pristker corporation. September 1997.
94 PHỤ LỤC
Kết quả của 5 lần chạy:
** AweSim SUMMARY REPORT ** Thu Jan 08 17:29:18 2015
Simulation Project : CH2012B Modeler : Do Minh Hien
Date : 23/12/2014 Scenario : DH7 Run number 5 of 5
Current simulation time : 480.041387 Statistics cleared at time : 0.000000
** OBSERVED STATISTICS REPORT for scenario DH7 **
Label Mean Standard Number of Minimum Maximum
Value Deviation Observations Value Value
Productivity 7093.000 81.560 5 7014.000 7190.000
TIME IN SYSTEM 1.958 2.875 35465 0.262 38.919
** FILE STATISTICS REPORT for scenario DH7 **
File Label or Average Standard Maximum Current Average
Number Input Location Length Deviation Length Length Wait Time 1 QUEUE DONGGIA 0.108 0.411 7 0 0.007 2 QUEUE DONGBAO 0.004 0.065 2 0 0.000 3 QUEUE DANTEM 6.244 6.730 43 0 0.400 4 QUEUE DANBONG 1.107 4.102 36 0 0.071 5 QUEUE KIEMTRA 9.526 10.282 30 21 0.611 0 Event Calendar 14.326 3.078 27 10 0.153
** ACTIVITY STATISTICS REPORT for scenario DH7 **
Activity Label or Average Standard Entity Maximum Number Input Location Utilization Deviation Count Utilization
95 1 entr 0.000 0.000 7044 1 10 dprt 0.000 0.000 7014 1 11 return 7.678 2.775 382 19 12 fail1 0.000 0.000 0 0 13 fail2 0.000 0.000 0 0 14 Line 25 0.000 0.000 7014 1 15 Line 18 0.000 0.000 1 1 Activity Current Number Utilization 1 0 10 0 11 5 12 0 13 0 14 0 15 0
** SERVICE ACTIVITY STATISTICS REPORT for scenario DH7 ** Activity Label or Server Entity Average Standard Number Input Location Capacity Count Utilization Deviation 2 donggiaybac 2 7044 0.857 0.787 4 dongbaothuoc 2 7043 0.807 0.770 6 dantem 1 7424 0.928 0.258 8 danbongkinh 1 7424 0.850 0.357 9 kiemtra 1 7402 0.963 0.189 Activity Current Average Maximum Maximum Number Utilization Blockage Idle Time Busy Time or Servers or Servers 2 0 0.000 2.000 2.000 4 1 0.000 2.000 2.000 6 1 0.000 0.552 51.727 8 0 0.019 0.559 0.953 9 1 0.000 0.483 272.234 ** OBSERVED STATISTICS HISTOGRAM REPORT for scenario DH7 ** Observed Histogram Number 2 Label: TIME IN SYSTEM