主要内容

对看板生产系统建模

概述

这个例子展示了一个使用看板管理生产活动的生产系统。通过对仿真结果的分析,指出了系统存在的问题,并提出了改进方法。

模型结构

模型生产系统包括两个零件供应商和一条装配线。零件供应商使用原材料制造零件。成品被运送到装配线制造最终产品。2022世界杯八强谁会赢?完成的产品被运送到分2022世界杯八强谁会赢?销商,以完成生产订单。

在模型的顶层:

  • 生成生产订单子系统模拟生产订单的生成。

  • 装配线子系统通过将两种类型的部件(称为a部分和B部分)组装成最终产品来完成生产订单。2022世界杯八强谁会赢?

  • A部分供应商子系统和B部分供应商子系统制造最终组装所需的部件。

  • 物料A供应商子系统和物料B供应商子系统补充零件生产过程中消耗的原材料。

看板循环

“看板”来自日语中“招牌”的意思。看板生产系统是一种拉式系统,它根据客户的实际需求来决定其产量。这些系统使用看板作为需求信号,通过生产系统传播,以触发和调节生产活动,如处理和存储。

该模型模拟了两种看板的循环:撤出看板和在制品看板。

  • 撤出看板管理库存。收回看板授予从零件供应商收回零件以补充库存的权利。工厂工人不能从现有库存中的某个部件中删除退出看板,直到该部件被消耗掉。在生产过程中,对一种类型的零件发出的退出看板的数量是固定的。这限制了该类型零件的库存规模。

  • 在制品看板管理生产。在制品看板授予按规定的类型和数量生产零件的权利。零件生产完成后,工厂工人不能从零件上移除在制品看板,直到零件被取出进行最终组装。在生产过程中,为一种类型的零件签发的在制品看板的数量是固定的。这限制了零件供应商正在加工的零件数量。

A部分的回收看板的循环由以下块和子系统建模:

  • 在Part A供应商子系统中,资源获取器块标记为获取退出看板

  • 在装配线子系统中,资源发布块标记为发布撤回看板A

  • 资源池块标记为退出看板A

下图显示了A部件供应商子系统和装配线子系统。

在模拟过程中,在A部件供应商子系统中标记为“获取提取看板”的块必须在A部件被运输和存储以进行最终组装之前获得提取看板。当存储中的零件a在最终组装中被使用时,装配线子系统中标记为发布退出看板a的块将发布退出看板。然后,看板返回到标记为“获取撤出看板”的块,以便对A部分库存进行补充。

在制品看板的流通与提取看板的建模方式相同。例如,在零件A供应商子系统中,标记为获取在制品看板的块在生产零件A时请求一个在制品看板。零件完成并取出后,标记为发布在制品看板的块释放这个在制品看板。然后,看板返回到标记为“获取在制品看板”的块,以允许生产更多的A部分。

该模型使用资源池对看板组进行建模。要了解此技术,请参见多池资源分配

订单下降

看板生产系统通过限制在制品和成品的库存来减少成本和浪费。2022世界杯八强谁会赢?然而,当产品需求波动时,缺乏库存可能导致订单下降。

该模型模拟了季节性需求波动引起的订单下降。在生成生产订单子系统,输出开关块标记下订单使用第一个未阻塞的端口作为其切换判据。在模拟过程中,块尝试向组装线子系统。如果成品的库存是空的,块标记填补生产指令组装线子系统不接受此订单。块标记下订单然后通过将其转发到标有标签的实体接收器块来丢弃此订单订单下降

并显示结果

在模拟过程中,数据显示子系统显示这些作用域以显示生产系统的性能:

  • 第一部分提取看板积压

  • 第二部分退出看板积压

  • A在制品数量

  • 在制品B的数量

  • 最终组装的产品数量2022世界杯八强谁会赢?

  • A部分在仓库的数量

  • B部分储存数量

  • 产品需求

  • 取消订单数量

  • 已完成订单数量

模型根级别的Display块提供已完成订单数量和已丢弃订单数量的数字视图。

模型实验

仅与现场模型使用

  • 通过双击标记为分销商的彩色区域中的配置块,打开产品需求的配置对话框。改变产品需求每年每个月的每日产品需求参数。

  • 双击标有Production system的彩色区域中的配置块,打开看板系统的配置对话框。通过更改此对话框中的参数,更改为生产系统发出的撤出看板和在制品看板的数量。

  • 双击标有production System的彩色区域中的配置块,打开生产能力的配置对话框。通过更改此对话框中的参数,更改制造、运输和组装部件或最终产品所需的时间。2022世界杯八强谁会赢?

  • 通过双击标记为material Supplier的彩色区域中的配置块,打开材料供应商的配置对话框。通过更改对话框中的参数来更改生产和交付原材料所需的时间。

利用模型进行性能分析

具有原始配置的模型代表了一个看板生产系统,当需求达到峰值时,在几个月内会出现显著的销售损失。通过对仿真结果的分析,提出了解决这一问题的方法。

下面的步骤展示了如何开发解决方案。

步骤1:使用原始配置运行模拟。如下图所示,编号被丢弃订单的范围表明生产系统在一年的第90天到第150天之间遭受了重大的销售损失。将此结果与标有“产品需求”的范围进行比较表明,当产品需求处于峰值时,就会发生销售损失。

步骤2:对比旺季的需求和产品供应,装配线没有提供足够的生产能力。根据标注的产品需求范围(见上图),从第90天到第150天,每天需要10个产品。2022世界杯八强谁会赢?相比之下,正如“总装产品数量”的范围所示(见下图),在同一时间段内,每天只有大约5个产品在生产,远远低于需求数量。2022世界杯八强谁会赢?

步骤3:进一步的模拟结果观察表明,B部分在旺季库存不足。如B部分库存数量标注的范围(见下图)所示,在旺季库存是空的。这就解释了最终组装时生产能力的不足——装配线上没有提供足够的B件。

步骤4:与B地区相关的模拟结果表明,在旺季,B地区的抽采看板使用较少。这通过标记为B部分提款看板编号的范围显示,如下图所示。

当装配线要求补货,但零件供应商未能及时响应时,减少使用回收看板。这就需要对B部分在一年中旺季的生产能力进行分析。

步骤5:前面步骤中的可视化观察表明了这种定量分析:

  • 根据标注的范围产品需求,在旺季每天需要十种最终2022世界杯八强谁会赢?产品。

  • 由于由一个B零件和一个A零件组装成一个最终产品,为了完全满足需求,每天需要十个B零件进行最终组装。那就是:

B部分需求= 10 /天
  • 根据生产能力配置,零件供应商生产一个零件b需要1.5天的时间。根据看板系统配置,零件b签发12张在制品看板,这限制了并行生产零件的最大数量为12个。因此,B部分的最大生产速率为:

B件最大生产速率= 12/1.5 = 8 /天

步骤6:对比B部分的需求和最大产量,表明生产能力不足。两种可能的解决方案是:

  • 为B部分发布更多的在制品看板,以允许更多的零件并行生产。若要将B件的最大生产率提高到10件以上,则至少再发放3张在制品看板。

  • 缩短B件的生产周期,提高生产率。生产周期至少缩短0.3天,以满足生产要求。

第七步:要验证解决方案1,请通过增加B部分的在制品看板数量参数15.模拟结果表明,通过这样的更新,可以并行生产15个B件(见下面标有B件在制数量的范围)。如被丢弃订单数量的范围所示,B部分供应的增加消除了被丢弃订单的发生。

为了验证方案2,从原始配置开始,通过减少生产B部分所需的时间参数1.2的一天。随着生产能力的提高,每天总装10个产品(见下文总装产品数量范围)。2022世界杯八强谁会赢?如下面被丢弃订单数量的范围所示,这样的生产能力可以完全满足产品需求,全年不会造成销售损失。

以上步骤探讨了产品需求季节性波动导致销售损失的根本原因。定量分析提出了应对这种需求波动的两种解决方案。仿真验证了这两种解决方案确实能够帮助生产系统避免季节性的销售损失。

另请参阅

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