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基于AnyLogic的金属网片厂生产调度仿真
生产制造 26-08-19 10:26:47 发布人:admin 阅读 9

Eurystic是一家阿根廷的咨询公司,通过应用基于量化的方法和工具,使用高效可行的解决方案来解决复杂问题,帮助公司不断改进运营。


他们为一家大型钢铁制造厂做了一个项目,客户生产的产品类型非常广泛,特别是各类金属网片和冷拉钢丝。


生产过程简单来说,就是原料进入并经过轧制的过程。而在轧制过程中,产品可以直接制成冷拉钢丝,运送给客户。或者,将钢丝进行再加工,经过弯曲和焊接过程,制成金属网片供给客户。


工厂主要是在库存生产(Make-to-Stock)策略下运行,因此要保证多样化的产品供应,有一个良好的需求预测和平衡的生产计划是至关重要的。



生产示意图


问题


原来,生产计划是由计划团队使用电子表格手动完成的,所以很难动态全面的考虑到生产计划中涉及的众多相关因素。也就导致了,所制定的生产计划表不能严格细化,进而致使整体生产力极低。


鉴于产品本身的性质和市场具体情况,客户通常会搜索多种产品。如果他们找不到整个产品系列,他们可能会转向其他供应商。并且,由于机器设置时间较长,通常会导致长时间大量生产相同产品,进而可能会导致存储崩溃,产品种类减少,供需之间缺乏协调,并可能导致销售减缓。


因此,制造厂寻求一款生产计划和调度软件,使用软件为工厂中的每台机器生成优化的生产计划,并预测系统行为。主要目标是最大限度地提高服务水平和实现交付计划(需要平衡的产品组合的交付),同时考虑资源效率(减少非生产性设置、缓冲区饱和等)。


为此,Eurystic的工程师们必须应用两种竞争策略:商业优先级生产效率。该工具必须制定至少一个月的生产计划时间表,同时考虑机器日历、生产率和效率、缓冲能力、运输工具可用性、原材料可用性等。


解决方案


工程师选择AnyLogic作为生产计划及调度软件,因为它为系统中每个组件的逻辑建模提供了丰富的开发经验。


在开发仿真模型时,Eurystic建模师使用基于智能体的方法来最大限度地提高灵活性,并表示组件之间的非线性交互及其各自的约束。模型可以在任何时间点运行,并捕获系统的当前情况。


大多数输入必须足够灵活,以允许客户尝试不同的场景,因此模型包括所有相关参数:


● 存储容量
● 交通可用性
● 机器日历
● 机器生产率和效率
● 原材料可用性
● 初始库存
● 预测和确认的需求


大部分输入数据来自SAP系统,由模型处理。


最复杂的组件(例如机器)包括内部启发式,以优化流程的某些部分并适应不断变化的环境条件。




为了找到一个优化的生产计划,建模人员通过应用局部搜索启发法开发了一个定制的优化引擎。此优化引擎独立于仿真模型运行,并使用仿真模型测试不同的解决方案。



优化引擎的构建阶段流程


它使用具有不同生产策略的启发式触发多个仿真运行。初始仿真完成后,将选择结果最佳的生产计划,并将其用作寻找更好解决方案的本地搜索算法的起点。



优化引擎的搜索阶段流程


结果


使用AnyLogic作为生产调度软件,该公司实现了10%的产量增长。


该模型作为独立应用程序运行,并从Excel文件中读取所有输入数据。此外,它还将所有结果显示为KPI和图表,并允许用户将其导出到Excel文件中。让用户可以仔细分析和比较提供的解决方案。


导出的机器工作计划表以可以轻松加载到SAP及工厂车间的格式准备。


仿真结果有助于公司获得有价值的见解,以优化现有流程:


● 部分自动化,大大减少了生成生产计划所需的时间,从之前需要几天减少到几小时甚至更少。
● 提供了一种预测未来和预测潜在问题的方法,例如仓储饱和,并采取预防措施来避免这些问题。
● 允许他们预测原材料需求,可用于安排工厂其他部门的生产流程。
● 使他们能够做出重要的战略决策,例如,评估制造某些产品的运营影响或停止那些无利可图的产品。
● 准确的预测产量和系统演变使规划团队能够改进与其他部门的协调和沟通。



仿真结果的使用


工厂员工还在接受随着工具的实施而提出的新工作方式,因此公司产量预计会进一步增长。

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