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問題挑戰

加快新飛機的生產是一個複雜的過程,包括對產品和生產過程的持續評估和修訂。結果,飛機的準備時間可能會急劇增加。

此外,飛機是小批量產品,每個單元通常高度定制。這些因素與產品生命週期的減少相結合,對飛機生產工程師構成了重大挑戰。

為了應對日益頻繁的增長挑戰,空中客車集團加入了歐盟ARUM(自適應生產管理)項目。

該項目主要針對飛機和造船業的新產品,專注於開發降低風險,決策和規劃的技術解決方案。

選擇模擬作為ARUM解決方案的一部分。它允許參與者重現真實的生產環境(基於空中客機公司的案例研究),並為測試ARUM解決方案提供基準。

選擇AnyLogic模擬軟體是因為它可以組合基於代理的和離散事件建模方法。

解決方法

模擬模型包括漢堡空客A350裝配線的一部分,其中完成了兩個不同的機身部件。

裝配線的這一部分由六個裝配站組成,每個裝配站有30-35人,每個工位大約有300個工單。

面臨的挑戰是模擬提升過程,一般生產力隨著時間的推移而增加,整個提升期持續長達兩年。

ARUM解決方案架構

基於代理的離散事件模型由三種類型的元素組成:

  • 流水線包括工作站,每個工作站都有自己的材料和人力資源。這些台站被建模為代理人。
  • 產品(機身部分)通過裝配線。每個部分在工作站需要200-600個工單。工作訂單形成了需要特定材料和資源的任務。當一個部分進入工作站時,它開始經歷工作流程(使用流程建模庫建模),然後移動到下一個工作站,最後移動到另一個未建模的城市的裝配線。
  • 控制模型包括有時受干擾影響的計劃。控制器代理通過控制策略模擬人類管理者對乾擾事件作出反應的複雜行為。

控制策略包括開放式工作政策選擇。這意味著如果某些工作無法完成,可能會推遲並在裝配線上進一步完成,可能在另一個城市。在這種情況下,來自漢堡的工人將前往完成工作(“旅行工作”策略)。或者,可以暫停該部分的工作直到問題得到解決(“停止並修復”策略)。

加速期間發生的干擾包括:

  • 由於工人學習曲線以及同一生產線產生了幾種不同產品的事實,工作量和資源分配不均衡。
  • 設計不合格和變更,因為生產通常從部分準備的產品開始。
  • 由於後期設計更改而缺少材料或材料不兼容性。

模型統計中包括:飛機交付時間,旅行工作量和資源利用率(人工,材料和站點)。

該項目產生了一個易於理解和重用的模型。最終,它被集成到ARUM解決方案架構中,包括裝配線可視化組件。

模擬模型架構

改善後

該模型用於模擬目前在空中客機工廠應用的干擾減輕策略的影響,包括“停止 - 修復”和“旅行工作”策略。

對具有不同生產計劃集的多個提升情景進行了測試,並利用歷史裝配干擾數據,包括極端情景。

總體而言,該模型將用於比較ARUM套件建議的計劃與當前的管理實踐。這將為航空航天和造船製造業的發展提供最佳干擾減輕策略。加速產品生命週期的強大工具。