Badania dla zmodyfikowanego harmonogramu – małe wielkości partii

a) wariant bez kumulacji wielkości partii

Kolejnym krokiem badań było przeprowadzenie symulacji dla nowych wielkości partii dla poszczególnych sprzęgieł. Założeniem nowych wielkości partii było przeprowadzenie symulacji pod indywidualne zamówienia klienta, dążąc do produkcji w mniejszych partiach.

Nowe wielkości partii dla poszczególnych sprzęgieł są następujące:

Sprzęgło A – 14 sztuk Sprzęgło B – 8 sztuk Sprzęgło C – 9 sztuk Sprzęgło D – 15 sztuk Sprzęgło E – 10 sztuk Sprzęgło F – 10 sztuk Sprzęgło G – 11 sztuk Sprzęgło H – 11 sztuk Sprzęgło I – 7 sztuk Sprzęgło J – 13 sztuk Sprzęgło K – 12 sztuk Sprzęgło L – 7 sztuk Sprzęgło M – 10 sztuk Sprzęgło N – 13 sztuk Sprzęgło O – 11 sztuk Sprzęgło P – 12 sztuk

141 Terminy realizacji zleceń pozostają bez zmian, zmodyfikowana zostaje jedynie wielkość partii produkcyjnych.

W pierwszej symulacji program analizuje sekwencję 16-sprzęgieł bazowych, ustawionych kolejno wg sekwencji:

AAOPBBBPCABBAPKC

Jest to przypadek bez kumulacji zleceń, co oznacza, że operujemy krótkimi niezależnymi seriami produkcyjnymi na sprzęgła tego samego typu (pomimo tego, że występują kolejno: np. AA… BBB… BB) z możliwymi powtórzeniami w dalszej kolejności (np. AA….A...A). Wielkości partii wykorzystujemy takie jak obliczono powyżej.

Przeprowadzono dwie odrębne symulacje dla odrębnych zleceń z harmonogramu obejmujących po 16 zleceń (co było uwarunkowane ustaloną długością chromosomu)

Wszystkie szczegółowe dane (ilości i czasy realizacji) dotyczące tego chromosomu zawarte są plikach w katalogu: bez_kumulacji/chr_baza- załącznik 6. Czas realizacji takiej bazowej kombinacji wynosi 7198,5 [min]. Dla takiego zestawienia sprzęgieł, wykonano 7000 rekombinacji losowych (7 pokoleń po 1000 osobników) i uzyskano optymalną sekwencję – CAPOABBAABBCPPKB, dla której czas realizacji wynosi 6340 [min], co stanowi 12% zysk czasowy. Bez wątpienia układ uległ widocznej optymalizacji.

Szczegółowy skład chromosomu zwycięskiego pokazujący czas realizacji poszczególnych sprzęgieł na kolejnych maszynach na linii sprzęgieł i w kooperacji jest następujący:

sprzęgło: C

maszyna: PIL, czas tj: 0.21 czas tpz: 2 maszyna: U, czas tj: 6.00 czas tpz: 15 maszyna: SV1, czas tj: 7.10 czas tpz: 40 maszyna: SV1, czas tj: 7.10 czas tpz: 40 maszyna: TBT, czas tj: 9.30 czas tpz: 30 maszyna: SV1, czas tj: 7.10 czas tpz: 40 maszyna: SV1, czas tj: 7.10 czas tpz: 40 maszyna: BRT, czas tj: 1.80 czas tpz: 10 maszyna: FAZ, czas tj: 1.80 czas tpz: 10 maszyna: BUA, czas tj: 8.10 czas tpz: 25 maszyna: SV1, czas tj: 7.10 czas tpz: 40 maszyna: SV1, czas tj: 7.10 czas tpz: 40 maszyna: FAZ, czas tj: 1.80 czas tpz: 10 maszyna: BUA, czas tj: 8.10 czas tpz: 25 maszyna: KAP, czas tj: 24.40 czas tpz: 75 maszyna: DRR, czas tj: 4.50 czas tpz: 60 maszyna: FYN, czas tj: 28.10 czas tpz: 75

142

143

144

145

146

147

148

149

150 Obciążenie maszyn, kolejność wykonywanych operacji na sprzęgłach oraz serie wygenerowanych chromosomów przedstawiają załączniki- zał 7 i zał.8 – sprzęgła – obciążenie maszyn przez sprzęgła dla zmniejszonych wielkości partii_chr_bazowy i chr_zwycięski, zał.9 – seria wygenerowanych chromosomów z chromosomem zwycięskim, zał.10 i zał.11- obciążenie maszyn przez sprzęgła dla chr_baza i chr_zwycięski oraz zał.12 i zał.13- graficzne obciążenie maszyn_chr_baza i chr_zwycięski

b) Wariant skumulowanych wielkości partii

W kroku drugim zanalizowano sekwencję bazową złożoną ponownie z 16 sprzęgieł, ale skumulowano zamówienia na kolejne sprzęgła tego samego typu. Wielkości partii kumulowano wtedy, gdy zlecenia tego samego typu następowały po sobie, lub na kolejnych pozycjach ale o podobnym terminie realizacji (maksymalna różnica pomiędzy terminami realizacji 2 dni robocze). Przyjęto zasadę, że nowe skumulowane zlecenie jest wykonywane w najkrótszym z cząstkowych czasów realizacji w harmonogramie. Zatem np. z kombinacji B1,B2,B3 powstaje nowa kombinacja B, gdzie :

ilość = suma ilości B1+B2+B3,

czas realizacji = najkrótszy czas realizacji z pośród B1,B2,B3.

W miejsce zwolnionych pól chromosomu wprowadzono fikcyjne “zerowe” sprzęgło Q (wszystkie tpz = tj = 0, czas realizacji maksymalny = 19.000 minut).

W takim chromosomie bazowym jest dalej 16 sprzęgieł, ale część z nich jest niefizyczna, co oznacza, że symulujemy skróconą sekwencję.

AQOPBQQPCABQQPKC => APBPCABPKC

Czas realizacji takiego wyjściowego chromosomu to 7220,375 [min]. Wszystkie dane związane z chromosomem bazowym przedstawia załącznik 11.

W dalszym kroku poddano rekombinacji losowej w/w chromosom celem optymalizacji czasu wykonania całości usługi. Znaleziony chromosom optymalny QAABCQPPOCBQQQKP => AABCPPOCBKP ma czas realizacji: 6860,4 [min], co stanowi zysk rzędu 5% względem kombinacji wyjściowej. Optymalizacja jest zatem stosunkowo niewielka.

151

152

153

154

155

156

Obciążenie maszyn wg sprzęgieł, kolejność realizacji sprzęgieł na poszczególnych maszynach, serie wygenerowanych chromosomów z chromosomem zwycięskim i obciążenie maszyn w analizowanym okresie czasu dla chromosomu bazowego i zwycięskiego ukazują załączniki 14-20.

Mniejsze wielkości partii a tym samym krótsze sekwencje produkcji sprzęgieł tego samego typu lepiej się optymalizują ze względu na funkcję celu czyli minimalny czas realizacji

157 całości produkcji i pozwalają zoptymalizować nie tylko całkowity cykl produkcji jak i obciążenie maszyn i ich przestoje.

Optymalne sekwencje nie koniecznie układają się w ciągi A,A,A, ale rozkładają się losowo pomiędzy innymi zleceniami: zmniejszenie cyklu produkcyjnego wynikająca z pozbycia się czasu przezbrojenia jest znikoma (de facto oznacza jedynie zaoszczędzenie pracy mechanika obsługującego stanowisko, ale nie skrócenie czasu realizacji całości).

Skumulowane wielkości partii duże zlecenia (A+A, B+B+B, P+P) wyraźnie źle się układają w optymalne sekwencje. Wynika to z blokady maszyn w cyklu “na dłuższy czas”

i konieczność oczekiwania na zwolnienie maszyn przez inne sprzęgła w kolejce. W związku z tym wzrasta czas związany z przestojami na maszynach a tym samym rośnie poziom zapasów robót w toku. Skumulowane wielkości partii spełniają w bardzo małym stopniu kryterium celu (harmonogram produkcji i ustalone w nim terminy realizacji zleceń), tylko 21 % w stosunku do 30 % przy mniejszych sekwencjach. Produkcja małymi seriami (mniejszymi wielkościami partii) wydaje się zatem bardziej optymalna.

c) inna sekwencja zleceń produkcyjnych z harmonogramu – małe wielkości partii

Kolejne badania przy wykorzystaniu modelu przeprowadzono dla innej sekwencji produkcji i zleceń produkcyjnych dla małych wielkości partii produkcyjnych. Przeprowadzono eksperyment zarówno dla wyjściowych wielkości partii i jak partii skumulowanych tworzonych na takich samych zasadach jak powyżej.

Wybraną sekwencją bazową była:

a) bez kumulacji:

− sprzęgła: M, P, P, H, I, H, I, D, I, P, E, I, K, I, P, P

− ilości: 10,12,12,11,7,11,7,15,7,12,10,7,12,7,12,12

− czasy z harmonogramu (całkowite cykle wykonania poszczególnych detali) [min]:

5760,5760,5760,5760,5760,5760,5760,6720,6720,7680,7680,7680,9600,9600,9600,96 00;

b) z kumulacją:

− sprzęgła: M, P, H, I, D, P, E, K, P (w programie: MPQHIQQDQPEQKQPQ)

− ilości (skumulowane): 10,24,22,35,15,12,10,12,24

158

− czasy z harmonogramu (całkowite cykle wykonania poszczególnych detali) [min]:

5760,5760,5760,5760,6720,7680,7680,9600,9600

Jak widać w przypadku skumulowanych wielkości partii zmniejszyła się liczba zleceń i wprowadzono do sekwencji produkcji fikcyjne zlecenia Q konieczne ze względu na ustalone założenia modelu. Ich czas jest zerowy więc nie wpływają na całkowitą długość trwania cyklu produkcyjnego.

W przypadku bez kumulacji mamy 16! = 20 922 789 888 000 potencjalnych kombinacji (przestrzeń optymalizacji), z kumulacją mamy tylko 9! = 362 880 kombinacji (stosunek 16!/9! = 100 mln, co oznacza nieporównywalnie większa przestrzeń możliwych rozwiązań.

Przypadek bez kumulacji optymalizuje się lepiej:

- ma mniejszy rozrzut wyników (czasów dla losowych chromosomów), - niższą wartość średnią czasu realizacji,

- mniejsze odchylenie standardowe w/w,

- daje lepsza redukcje czasu wzgl. chromosomu bazowego (wiele zależy od tego, jak zostanie on skonstruowany.

Częstotliwość pojawiania się o wyższych czasach realizacji jest znacznie większa w przypadku modelu z kumulacją partii produkcyjnych. Dla mniejszych wielkości partii całkowita długotrwałość jest znacznie krótsza, co widać na histogramie (wykres

0 10 20 30 40 50 60

5000 6000 7000 8000 9000

częstość wystąpienia

czasy realizacji

Histogramy całkowitych czasów realizacji zleceń

z kumulacją bez kumulacji

Rys. 13. Histogramy całkowitych czasów realizacji zleceń dla małych wielkości partii z kumulacją i bez Źródło: Opracowanie własne

159 Tabela 14 ukazuje częstotliwość występowania chromosomów z poszczególnymi czasami realizacji.

Tab. 14. Porównanie częstotliwości występowanie wybranych czasów realizacji dla przypadku z kumulacją partii produkcyjnych i bez kumulacji

Przypadek bez kumulacji Przypadek z kumulacją Czas

160

8098,225 8 7264,425 17

8166,751 8 7319,343 11

8235,276 13 7374,261 10

8303,803 6 7429,179 10

8372,329 6 7484,097 6

8440,854 5 7539,015 6

8509,381 10 7593,933 5

8577,906 2 7648,851 7

8646,433 0 7703,769 3

8714,959 0 7758,687 4

8783,484 2 7813,605 2

8852,011 1 7868,523 0

8920,537 0 7923,441 3

Źródło: Opracowanie własne

Wyniki badań z kumulacją i bez kumulacji pokazujące kolejność wykonywanych zleceń, obciążenie maszyn i znajdują się w pliku_wyniki2- załącznik 21.