Modelering en analyse van een bottellijn bij Heineken ‘s-Hertogenbosch

Presentatie over: "Modelering en analyse van een bottellijn bij Heineken ‘s-Hertogenbosch"— Transcript van de presentatie:

1 Modelering en analyse van een bottellijn bij Heineken ‘s-Hertogenbosch
Docentendag 21 juni 2011 Remco Bierbooms

2 Introductie Heineken brouwerij ‘s-Hertogenbosch Verpakkingsafdeling
Productielijn voor retourflesjes Efficiëntie!

3 Introductie Inhoud Probleemomschrijving Data analyse Simulatiemodel
Verificatie & Validatie Resultaten Conclusies

4 Probleemomschrijving
Productielijn 15A Elf machines .... M1 M2 M10 M11 Depalletiseerder Logo detectie Uitpakker Wasmachine Empty bottle inspector Vuller Pasteur Labeler Inpakker Krattenmanco Palletiseerder

5 Probleemomschrijving

6 Probleemomschrijving
Productielijn 15A – lay-out 8 9 10 11 OUT 5 6 7 4 1 3 IN 2

7 Probleemomschrijving
Karakteristieken Transportbanden  buffers Machine snelheden Machines hebben verschillende snelheden Machines passen hun snelheden aan wanneer noodzakelijk “Up en down” gedrag Iedere machine stopt zo nu en dan, bijvoorbeeld vanwege mankementen, schoonmaak, omgevallen flesjes, ... Operationeel afhankelijk faalgedrag

8 Probleemomschrijving
Belangrijkste doelstelling Maximaliseer OPI: Operational Performance Indicator Ratio tussen werkelijke en theoretisch haalbare productie gedurende een bepaald tijdsinterval = doorzet per uur / vullersnelheid per uur Andere belangrijke variabelen / verdelingen Doorlooptijden Statistiche verdeling van de bufferinhoud Werkelijke machinesnelheden

9 Probleemomschrijving
Belangrijkste vraag van Heineken: kan er gesneden worden in de bufferruimte? Voorbeeld: weghalen U-bocht tussen vuller en pasteur Pasteur 8 6 7 Vuller

10 Data analyse Buffergroottes

11 Data analyse Machine snelheden

12 Data analyse Up & down gedrag nr Machine start datum starttijd
eind datum eindtijd duur machinestatus 15A Etiketteerder 01:55:37 01:56:41 64 Leegloop 01:57:36 55 Productie 01:58:05 29 Interne storing 01:59:00 01:59:18 18 Operator stop 02:01:44 146 02:04:54 02:05:03 9 Volloop 02:20:11 908 02:20:12 02:23:30 198 02:25:20 110 02:25:21 02:26:50 89 02:27:45 02:28:23 38

13 Data analyse Verdeel de statussen in vier groepen
Uptijden: productie Ongeplande downtijden: interne storing, externe storing (bijv. geen bier, geen electriciteit), operator stop, ... Geplande downtijden: schoonmaak, onderhoud Leegloop en volloop Statussen van de eerste twee groepen vormen een up & down cyclus

14 Data analyse Up en down cyclus: tijdsafhankelijk vs. operationeel afhankelijk faalgedrag Tijdsafhankelijk Operationeel afhankelijk Leegloop Storing Reparatie Leegloop Storing Reparatie

15 Data analyse Tel de productietijden voor en na een leegloop / volloop op om een uptijd realisatie te verkrijgen Voorbeeld: uptijd realisatie = nr Machine start datum start tijd eind datum eind tijd duur Machine status 15A Etiketteerder 01:59:00 01:59:18 18 Internal storing 02:01:44 146 Productie 02:04:54 02:05:03 9 Volloop 02:20:11 908 02:20:12 02:23:30 198 Interne storing +

16 Model Gebruik simulatiemodel om de doorzet van de productielijn te schatten Aannames De stroom van flesjes gedraagt zich als een vloeistof Machines passen hun snelheid aan wanneer noodzakelijk Operationeel afhankelijk faalgedrag Pauseer de uptijd wanneer een machine niet werkt door volloop of leegloop Verdeling van up- en downtijden: empirische verdeling Geplande downtijden zijn niet meegenomen in de simulatie, maar we corrigeren de gesimuleerde doorzet hiervoor Altijd aanvoer beschikbaar

17 Model

18 Verificatie In het geval er geen of oneindige buffers zijn, kunnen we de doorzet exact uitrekenen Stel = gemiddelde uptijd machine i = gemiddelde downtijd machine i = maximale snelheid machine I Oneindige buffers “Zwakste schakel” bepaalt de doorzet Doorzet =

19 Verificatie In het geval er geen of oneindige buffers zijn, kunnen we de doorzet exact uitrekenen Stel = gemiddelde uptijd machine i = gemiddelde downtijd machine i = maximale snelheid machine I Geen buffers = intensiteit waarmee machine i down gaat Doorzet = = gem. uptijd productielijn = gem. downtijd productielijn

20 Verificatie Vergelijking

21 Validatie % verschil tussen gesimuleerde en werkelijke doorzet Lijn
1.62% 8B 1.12% 15A 1.87% 16A 0.88% 16B 2.27%

22 Resultaten Wegsnijden U-bocht tussen vuller en pasteur
Geen significant effect op de doorzet Labeler 8 6 7 Vuller

23 Variatiecoeffiecient
Results Variatiecoeffient up- en downtijden Variatiecoefficient = standaarddeviatie / gemiddelde Machine Variatiecoeffiecient Uptijden Downtijden 1 1.24 4.04 2 1.48 6.17 3 1.67 3.19 4 1.38 5.89 5 1.76 6.04 6 1.64 4.35 7 2.51 1.82 8 1.45 4.37 9 1.70 4.14 10 2.02 11 1.52 5.04

24 Results Statistiche verdeling van de bufferinhoud

25 Resultaten Effect van snijden in bufferruimte

26 Resultaten OPI winst bij het oplossen van korte en lange stops

27 Resultaten Inzichten uit het simulatiemodel
De totale bufferruimte kan met 25% gereduceerd worden zonder een significante verandering in de doorzet Door andere buffers te vergroten kan de doorzet juist toenemen De vuller en de labeler zijn de bottlenecks in de productielijn Het reduceren van korte stops van de labeler en het reduceren van alle stops van de vuller levert de grootste verbetering in doorzet op

28 Resultaten Optimalisatie van snelheden
Maximaliseer (gesimuleerde) doorzet Waarom lagere snelheden: onwenselijk om steeds snelheden te wijzigen, liever constante snelheid Maximaliseer doorzet als een functie van de set-up van snelheden, s.t. Constraint voor het percentage van de tijd dat machines op hun eigen maximale snelheid produceren Constraint voor de gemiddelde duur waarop een machine op dezelfde snelheid produceert Constraint voor maximum snelheden Los op met “cross-entropy method”, gebruik makend van de simulatie

29 Conclusies Conclusies Verder onderzoek: analytisch model
Het simulatiemodel geeft een nauwkeurige schatting van de doorzet bij Heineken Het simulatiemodel kan worden gebruikt om bufferruimtes op een efficiente wijze te verdelen Het betrouwbaarder maken van de vuller en labeler geeft de meeste winst in doorzet Een systematische aanpak is nodig om optimale machinesnelheden te bepalen Verder onderzoek: analytisch model