问题:
增加新飞机的产量是一个复杂的过程,包含了对产品及成果持续的评估及修正。这一过程将导致飞机的生产周期显著增加。
另外,飞机的需求量低,并且每个单元都需要特别定制。这些因素再加之缩减的产品生命周期,给产品工程师造成了极大的挑战。
为了应对日益频繁的挑战,空中客车集团加入了欧盟ARUM(自适应生产管理)项目。
该项目着重增加飞机和造船行业的新产品,专注于开发能够减少风险、决策和规划的技术解决方案。
作为ARUM解决方案的一部分,仿真使参与者能够再现真实的生产环境(根据集团提供的研究案例),为ARUM解决方案的测试提供了参照基准。
AnyLogic由于其基于智能体及离散事件的混合建模优势而被选用。
解决方案:
该仿真模型包括汉堡空中列车A350装配流水线的一部分,会在这里完成对机身两个不同部分的装配。
这部分流水线包含6个装配站,每站包括30-35个员工和约300条的工作指令。
所要面临的挑战是对一般生产力随时间推移的增长过程进行仿真,整个增产周期持续两年。
ARUM解决方案结构
该基于智能体及离散事件的模型由下列三种元素组成:
- 流水线,包括工作站,每个工作站有其自己的员工和物料资源。工作站被建模为智能体。
- 产品(机身部分)制造于流水线。在工作站,每个零件需要200-600条工作指令。每条指令包含对某些物料和资源的具体需求。当一个零件进入工作站时,它首先通过工作工序(使用流程建模库)建模),之后再进入下一个工作站,最终被运送到其他未被建模的城市的装配流水线上。
- 控制模型,包括有时会被骚乱影响的方案。智能体控制台用控制策略模拟了人类管理者应对扰动事件时的复杂行为。
控制策略包括开放性的工作方案选择。这意味着如果工序中的某些工作不能当下完成,它可能被延后到其它城市的流水线完成。在这种情况下,汉堡的工人必须要出差去完成工作(“移动工作”策略)。或者,这项工作可以暂时停止,直到问题解决(“停车修复”策略)。
增长阶段可能出现的干扰包括:
- 由于工人的学习曲线和同一生产线生产不同产品这些实际因素,导致工作量不平衡和资源分配的不平衡。
- 当设计不合理及设计方案发生更改时,对半生品的继续加工会产生影响。
- 后期设计的更改导致材料缺少或材料不兼容。
模型统计数据包括:飞机的生产周期、出差的工作量、资源利用率(员工、材料、工作站)。
该项目产生了一个易于理解和重复使用的模型。最终,该模型及装配生产线的可视化组件都被整合到ARUM的方案架构中。
仿真模型结构
结果:
运行该模型以模拟目前在空中客车公司应用的干扰缓解策略的效果,包括“停车修复”和“移动工作”策略。
对不同生产计划的多个增产方案进行测试,并利用包括极端场景在内的历史干扰数据。
总的来说,这个模型将用来比较ARUM提出的方案与当前的管理方案。这将为航空航天和造船业的增产阶段提供理想的缓解干扰策略。将是加速产品生命周期的强大工具。