用仿真技术提高钢铁供应链的可靠性和盈利能力

用仿真技术提高钢铁供应链的可靠性和盈利能力

问题

如今,许多钢铁制造商需要精益生产工具以提高其投资回报率和服务水平。大多数钢铁公司正在努力达到可靠性的服务水平,这里的可靠性不是最高性能,也不是平均性能,而是指最低80%的性能。远远达不到客户和投资者的期望值。

钢铁制造过程仿真

项目的用户是欧洲最大、最古老的钢铁制造商之一,他们同样遇到了这些问题,并尽全力获得解决这些问题的方案。其面临的问题不是无法消除阻碍,而是他们需要无休止的消除这些阻碍,从而无法建立一个稳定的系统。因此,该公司决定向Goldratt研究实验室寻求帮助。最终,他们决定改变和优化公司的供应链,因为原本的供应链是十分脆弱的,对外部变化的适应能力差并且盈利能力和投资回报率都很低。

由于当时的供应链非常复杂,公司的管理层无法做出任何有效的改变。由于供应链的复杂性很难预测出结果,因此做出任何新规则都非常困难且十分冒险。ERP(企业资源规划软件)或Excel电子表格等静态决策支持工具无济于事,因为它们本身并不是为如此复杂的系统设计的,无法提供决策支持。

为了充分考虑系统中的相互依赖关系、约束、动态变化和可变性,他们决定采用仿真建模来解决这个问题。通过对制造过程进行仿真,工程师可以捕获制造供应链的所有复杂细节,确定造成性能差距的原因,并在安全的数字环境中测试可能的有效解决方案。仿真建模应该有助于管理层做出更快、更好的决策并能够对某些方面进行预测,从而使这些预测转化为对投资者和客户的可靠的制造优化承诺。

解决方案

Goldratt建立了多个模型,共同代表整个钢铁生产供应链。AnyLogic的多方法建模功能,提供了在一个模型中使用不同建模方法的机会。开发人员可以在模型中同时使用离散事件、系统动力学和基于智能体的建模方法。这样就可以反映模型中的所有组件、流程和相互依赖关系。所有模型都具有显示单个方案结果、各种参数的灵敏度分析以及直接比较方案的功能。

Anylogic从ERP和EMS收集了模型的数据(超过70个Excel工作表)。这种从外部数据创建自配置模型的能力有助于缩短开发时间。

制造流程仿真模型具有详细的2D和3D动画。AnyLogic平台提供易于用户使用的界面且能够将模型导出为独立应用程序,并且无需特殊软件即可在任何计算机上运行模型。特别是AnyLogic Cloud,为移动工作和协作提供了便利,这使得进行快速有效的决策成为可能。 AnyLogic Cloud 的Web 服务使用户能够在任何设备(包括移动电话和平板电脑)上的浏览器中进行模型在线运行、共享和讨论,并为客户提供仿真分析。

热轧钢卷加工仿真模型

Hot Coil Finishing Simulation Model

在热轧精轧区,存在大量的拥塞,为了找出所需的钢卷,需要不断的移动钢卷。甚至是停车场也堆满了钢卷,这进一步表明系统运转效率的低下。因此,必须要避免拥塞并改善流量做出新决策。

设计的模型模拟了系统中所有钢卷的位置。并且指定了每个钢卷的类型、目标和存储位置。

该模型有助于根据吞吐量、流程内的库存和成本影响,确定有效的拥塞减少方案。模型对操作的变化(比如增加热带钢轧机输出和加倍钢带宽度)进行了测试,以便更好地进行生产计划和控制。该模型还找到了升级和优化货车车队的最佳方式。将来,该模型可用于测试新的操作规则,以便于热轧精轧管理过程的完全自动化。

钢板生产仿真模型

钢铁业务及其调度都非常复杂。很难预测产品组合或运营规则变化的影响。为了测试它们并提高效率,需要一个定制模型。

Steel and Slab Simulation Model

该模型使开发人员能够掌握制造系统的所有细节。在详细的2D动画中,用户可以点击任意起重机或产品以查看其状态和正在进行的操作。模型的核心是支持所有操作的生产计划和调度逻辑。可以设置和更改所需的产品组合和其他参数,并在需要时进行手动规划。

钢板生产仿真模型使下列操作成为可能:

钢铁供应链模型

Steel Supply Chain Model

如上所述,该公司在加工车间遇到了堵塞严重和可靠性低的问题。该公司有大量的库存无法妥善管理。有必要确定这种情况的主要原因,确定要实施的新的最优策略,并量化其运营和财务效益。Goldratt Research的任务是提供生产优化和决策支持工具,管理人员在开发生产计划和进行规划时可以使用该工具。

该模型详细描述了供应链的每个部分。用户可以单击供应链中的环节并查看其中的进程。模型统计信息提供有关库存水平、处理单位、财务等的信息。

最终,发现问题主要是在制造和分销方面,管理层总是选择每吨成本最低的制造和分销方案。另一个问题是能力的长期平衡。该模型在以下方面可能会有所帮助:

结果

使用这些模型,Goldratt Research及其客户设法确定了公司在过去几年中遇到的拥堵和低可靠性的原因。

这些模型提供了一种安全、低成本且快速的方法来测试任意变化对运营和财务绩效的影响。这些模型还可以用于彼此验证。

将来,可以在每周、每月或每年的基础上使用这些模型来分析工作流,并做出重要的决策和可靠的承诺。

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