Optimering af trådproduktionsbatch

Emaljeret kobbertråd bruges til eletromagentiske applikationer. Den har således en bred vifte af anvendelser og er af stor betydning, ligesom den tilbydes i mange forskellige konfigurationer (diameter, emaljeringskonfigurationer, spoledimensioner osv.). Emaljeret kobbertråd fremstilles i en tofaset produktionsproces. Først trækkes ledningen ned til den ønskede diameter. For det andet er tråden emaljeret i en kompleks proces, der er påvirket af forskellige faktorer såsom lufttemperatur, fugtighed, luftkvalitet med mere. En simuleringsundersøgelse blev udført for at optimere produktionspartistørrelser og transportbatchstørrelser til overordnet omkostningseffektivitet, med fokus på tre hovedomkostningskomponenter: Skrotningsomkostninger, som følge af utilstrækkelig ledningskvalitet, lageromkostningersom følge af transporteret beholdning og lønomkostninger som følge af at skulle transportere hver batch fra forarbejdning til kvalitetsinspektion og lagerpladser, plukke- og emballeringstrådspoler i lagerets forsendelses- og bortskaffelsesområde og inspektionsarbejde i inspektionsområdet. De handlinger, der blev gennemført som et resultat af simuleringsundersøgelsen, var en stigning i produktionspartistørrelser for hver produktionskonfiguration, med partistørrelser afhængige af efterspørgselsmønsteret for den respektive produktkonfiguration. Transportbatchstørrelsen blev også øget.

Større partistørrelser reducerer omstillingsomkostningerne

Hver produktkonfiguration har forskellige krav under tegning og emaljering. Skift fra en ledningstype til en anden kan tage flere timer. Dette resulterer således i lange nedetider for maskinen og høj arbejdsindsats for tilknyttet teknisk personale.

Større produktionspartistørrelser resulterer i mindre skrot

Efter opsætning af emaljeringsprocessen for at producere en ny produktkonfiguration skal komplekse produktionsprocesparametre for emaljeringsprocessen justeres og finjusteres, hvilket kræver laboratorieinspektion og endelig kvalitetsinspektionsfeedback. Begge disse kvalitetstjek er karakteriseret ved feedbackforsinkelse, dvs. emaljeringsprocessen kan først justeres, når der er modtaget feedback. Mellem inspektionsprøveudtagning / slutproduktinspektion og modtagelse af kvalitetsfeedback producerer emaljeringsprocessen tråd kontinuerligt, da selve produktionsprocessen er en kontinuerlig proces. Indledende kalibreringsindsatser efter en produktskift er derfor risikable og kan resultere i en masse skrotmateriale. Skrot er en omkostning, og det påvirker direkte producentens resultatopgørelse.

Efter den indledende indfasning af en ny trådtype (dvs. efter en omstilling) er produktionskvaliteten i emaljeringsafdelingen meget mere stabil, og inspektioner udføres kun i form af en færdigvareinspektionsproces. Feedback-forsinkelsen mellem den endelige inspektion og den producerende emaljering afhænger så stadig af transportbatchstørrelsen, som bestemmer inspektionsintervallet fra da af og indtil færdiggørelsen af den resterende partistørrelse.

Mindre transportpartier: Mindre skrot, men høje transportomkostninger

Mens større produktionspartistørrelser resulterer i færre omstillinger og dermed en lavere risiko for skrotproduktion, giver et større transportparti en højere skrotrisiko. Trådspoler fremstillet ved emaljeringsprocessen bufres i transportbeholdere, der afhentes af manuelt betjente transportører og leveres til slutinspektionsarbejdspladser. Beholderne er mobile og transporteres, når de er fyldte eller næsten fyldte. Større beholdere giver lavere transportindsats og transportomkostninger, men også længere inspektionsintervaller. Dette øger risikoen for skrotproduktion.

Større parti- og batchstørrelser resulterer i højere lageromkostninger

Større partistørrelser i produktionen vil generelt resultere i højere niveauer af færdigvarelager, da større mængder færdigvarer produceres forud for kundernes efterspørgsel. Større transportbatchstørrelser vil resultere i højere bufferlagre, dvs. igangværende arbejde. Både buffer- og færdigvarelager forårsager forskellige omkostninger, f.eks. kapitalomkostninger som følge af kapitalbinding i varebeholdninger i stedet for andre produktive aktiver. Et andet eksempel er lagerpladsen og de tilhørende huslejeudgifter mv.

Andre direkte omkostninger er fx lønomkostninger til flytning af produkter på lageret, fx som en del af lagerzonestrategier, eller skrotrisiko for færdigvarer, hvis kundernes efterspørgsel slipper op, men der stadig er færdigvarelager til overs på lageret.

Større transportpartier reducerer plukke- og emballeringsomkostningerne

Når kobbertrådsspoler er blevet efterset og godkendt, pakkes de i kasser. Æsketyper varierer afhængigt af produktdimensioner. Bagefter samles kasser og opbevares på paller. Først samles halvfulde paller fra lageret af gaffeltrucks, og der pakkes yderligere kasser på dem. En palle bør ideelt set kun indeholde én produkttype. For små partistørrelser kan to produkttyper grupperes på samme palle. Bagefter lægges paller på lageret. Det betyder, at arbejdsindsatsen forbundet med disse processer er højere, når transportbatchstørrelserne er mindre.

Større transportbatchstørrelser reducerer omkostningerne til kvalitetsinspektion

Selve kvalitetsinspektionsprocessen har omstillingsomkostninger. Efter inspektion af en produktkonfiguration skal inspektøren udføre forskellige afsluttende operationer i operativsystemet og på arbejdsstationen, og efterfølgende skal der foretages produkttypespecifikke forberedelser til næste inspektionsbatch. Tiden brugt på disse omstillingsoperationer blev målt og efterfølgende simuleret, og arbejdsomkostninger forbundet med disse omstillinger blev taget i betragtning i simuleringsundersøgelsen.

Optimal parti- og batchstørrelse for samlet omkostningseffektivitet

Simuleringsundersøgelsens mål var at identificere optimale partistørrelser og transportbatchstørrelser (inspektionsintervaller) for hver produktkonfiguration, afhængigt af fabrikslayoutet.

Nedenstående graf illustrerer afvejningen af de forskellige omkostninger relateret til dimensionering af produktionspartier (i henhold til overvejelser i denne undersøgelse).

Nedenstående graf illustrerer afvejningen af de forskellige omkostninger i forbindelse med størrelsen af transportbatch (i henhold til overvejelser i denne undersøgelse).

Der blev udviklet en simuleringsmodel til simulering af relevante materialestrømme og alle tilhørende omkostninger. Simuleringsmodellen blev implementeret ved hjælp af SimPy, et diskret hændelsessimuleringsmodul i Python. Mere end 5.000 produktkonfigurationer blev overvejet – med simuleringsmodellen, der accepterede enhver vilkårlig mængde af produktkonfigurationer. Hver produktkonfiguration er karakteriseret ved forskellige produkt- og produktionsparametre – hvoraf de fleste er underlagt hemmeligholdelse. Simuleringsresultater understøttede ledelsen ved implementering af større partistørrelser og større transportbatchstørrelser. Simuleringsmodellen _fungerer endvidere som løbende produktionsstøtte, og er overdraget til den ansvarlige materialeflow og kvalitetskontrolafdeling. Dette er vigtigt, da mange af de parametre, der tages i betragtning i analysen, varierer over tid. For eksempel sæsonbestemte temperaturer eller andre vejrforhold, råvarepriser (f.eks. relevante for beregning af skrotomkostninger) og relevant produktsortiment.

Konklusion og relateret indhold

I denne artikel opsummerede jeg resultater fra en simuleringsundersøgelse i kobbermagnettrådsproduktionsindustrien. Resultaterne bestemte optimale partistørrelser og transportbatchstørrelser for en række af mere end 5.000 forskellige emaljerede kobbertrådstyper. Sammenlignet med det oprindelige produktionssystem resulterede dette faktisk i en stigning i produktionspartistørrelser, inspektionsintervaller og transportbatchstørrelser.

Følgende artikler med relateret indhold kan også være interessante for dig: