Sisteme flexibile de fabricatie
-
Upload
adrian-sabau -
Category
Documents
-
view
568 -
download
12
Transcript of Sisteme flexibile de fabricatie
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 1
SUBSISTEMUL DE DEPOZITARE ŞI TRANSPORT ÎN CADRUL SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 1
Funcţiile subsistemului de depozitare şi transportîn SFF
- 1. Depozitarea automată (semifabricate, piese finite, scule, palete şi dispozitive şi materiale auxiliare);p ş p ş );
- 2. Transportul automat între componentele sistemului
Se realizează legătura între toate posturile sistemului flexibil, asigurând distribuirea în spaţiu şi la momente necesare a
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 2
asigurând distribuirea în spaţiu şi la momente necesare a materialelor în cadrul SFF.
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 2
Flexibilitatea subsistemul de depozitare şi transport (SDT) al SFF va fi asigurată de :
+ Palete dispozitiv de lucru pentru piese prismatice;
+ Palete de transport pentru piese de revoluţie;
+ Palete de transport pentru scule;
M i d l i i
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 3
+ Magazine de scule tipizate
Flexibilitatea SDT este asigurată şi prin :
- Modul de utilizare tehnică a elementelor componente;- Modul de utilizare tehnică a elementelor componente;
- Sistemul de comandă a funcţionării acestor componente, care permite :
+ realizarea gestiunii automate a depozitelor,
+ alegerea mijlocului de transport şi traseelor de transport,
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 4
+ supravegherea automată a funcţionării conform ordinelor de fabricaţie.
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 3
Funcţii generale ale subsistemului de depozitare şi transport se pot descompune în mai multe funcţii parţiale
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 5
Construcţia depozitelor de piese în cadrul SFF
Depozitul de piese realizează funcţia de stocare a pieselor care poate fi de trei feluri:
- Stocare de aprovizionare, realizată de depozitele pentru semifabricate;
- Stocare de proces, realizată de depozitelei t di ( i t ţi l )
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 6
intermediare ( interoperaţionale );
- Stocare de livrare, realizată de depozitelepentru piese finite.
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 4
Depozitele de semifabricate şi de piese finite pot fi:
+ Depozite centralizate;
+ Depozite descentralizate+ Depozite descentralizate
Depozitul poate fi amplasat
+ în afara sistemului de prelucrare sau
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 7
+ în afara sistemului de prelucrare sau
+ în interiorul acestuia.
Soluţii de organizare a SFF cu posturi în linieîn funcţie de depozitare
PL – post de lucru
DS- depozit semifabricate
DPF- depozit piese finite
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 8
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 5
Soluţie de organizare a SFF cu posturi în linieAS/RS (Automated Storage and Retrieval System)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 9
Soluţie de organizare a SFF cu posturi în linieîn funcţie de depozitare
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 10
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 6
Capacitatea de înmagazinare a depozitelor de piese ale SFF depinde de :
- numărul posturilor de lucru din sistem,
- de timpul mediu de prelucrare pe piesă şi
- de durata de funcţionare automată dorită
Depozitarea pieselor în cadrul SFF se poate face în :
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 11
- Depozite fixe sau
- Depozite mobile.
Variante constructive de depozite fixe
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 12
- depozit cu celule dispuse într-un singur plan vertical ( a ), - depozit celular în mai multe plane verticale paralele ( b ), - depozit cu celule dispuse în linie în plan orizontal ( c ), - depozit cu celule amplasate după mai multe linii în plan orizontal ( d ) - depozite celulare inelare ( e )
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 7
AS/RS
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 13
Depozitele mobile se caracterizează prin faptul că realizează, uneori şi funcţia de transport al pieselor între posturile de lucru, când numărul acestora este redus
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 14
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 8
Exploatarea depozitelor de piese în cadrul SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 15
Funcţia de depozitare automată în SFF presupune realizarea următoarelor funcţii:
- Pregătirea pieselor pentru depozitare (fixarea pieselor- Pregătirea pieselor pentru depozitare (fixarea pieselorpe palete şi aplicarea codului);
- Înmagazinarea paletelor cu piese în celuleledepozitului;
- Căutarea, identificarea pieselor şi extragerea acestora
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 16
din depozit;
- Livrarea pieselor extrase sistemului de transport.
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 9
Schema de exploatare a depozitelor fixe de piese în SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 17
R1, R2 –Robocare, E- elevator automat, Ci- cititorDC- depozit
Sunt posibile două moduri de depozitare a paletelor încelulele depozitului DC:
- Amplasarea paletelor în celule într-o ordineprestabilită (amplasare statică);
- Amplasarea liberă a paletelor în centreled it l i ( l di i ă)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 18
depozitului (amplasarea dinamică) .
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 10
Accesul robocarelor R1 şi R2 la postul de predare/primire a paletei se poate realiza în două moduri:
- (a) se foloseşte un conveior cu role ;
- (b) preluarea paletei direct de pe platformaelevatorului automat Eelevatorului automat E.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 19
a b
În cazul depozitelor mobile de piese (conveioare cu role, transportoare cu lanţ, mese rotative indexate etc., se pot aplica trei moduri de acces la piesele depozitate:
1. „ primul intrat - primul ieşit “;
2. „ primul intrat - ultimul ieşit “;
3. „ acces liber “ la poziţiile de depozitare.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 20
3. „ acces liber la poziţiile de depozitare.
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 11
C9
Transportul materialelor în cadrul SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 21
Elementele componente ale SFF sunt legate într-un sistem unitar prin transportul automat al materialelor şiunitar prin transportul automat al materialelor şi sculelor,
Se asigură distribuirea la posturile de lucru în momente determinate a pieselor, dispozitivelor, sculelor de lucru şi de măsurare
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 22
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 12
Activitatea de transport constituie una din activităţile auxiliare mari consumatoare de timp
Reducerea timpului de transport se poate realiza, în principal,pe următoarele căi:
-(a) Reducerea diatanţelor de transport prin stabilirea ( ) ţ p pcelor mai scurte rute de transfer al pieselor
- (b) Reducerea, la proiectare, a numărului posturilor de lucru, (centre de prelucrare multifuncţionale);
- (c) Conceperea unor trasee de transport cu cât mai i i ii i fl i i
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 23
puţine intersecţii şi fluxuri inverse
- (d) Micşorarea timpului de încărcare/descărcare a paletelor
- (e) Evitarea ciocnirilor şi desfăşurarea fără întreruperi a activităţilor de transport.
O clasificare generală împarte mijloacele de transport utilizate în SFF în două grupe mari:
- 1. Mijloace de transport cu acţiune permanentă (lucrând î i it î hi )în circuit închis):
- conveioarele cu role, - transportoarele cu lanţ, - transportoarele cu bandă,
- 2. Mijloace de transport ce nu lucrează permanent (cu acţiune în circuit deschis):
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 24
acţiune în circuit deschis):- cărucioarele pe şine, - roboţii mobili, - robocare ghidate inductiv sau fotoelectric
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 13
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 25
Construcţia sistemelor de transport în circuit închis
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 26
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 14
Construcţia sistemelor de transport în circuit închis
În categoria sistemelor de transport în circuit închis utilizate în realizarea SFF intră diverse tipuri de transportoare:p
- transportoare (conveioare) cu role;
- transportoare (conveioare) cu lanţ;
- transportoare cu bandă;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 27
transportoare cu bandă;
- transportoare pe pernă de aer.
Transportoarele cu role realizează transportul paletelor sau pieselor cu ajutorul unui tren de role libere sau antrenate.
Se utilizează în special transportoarele cu role antrenate.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 28
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 15
Conveior cu role
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 29
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 30
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 16
Transportoare cu lanţ se pot realiza pentru traiectorii detransport rectilinii şi curbilinii (în special ovale).
Transportoarele cu lanţ cu traiectorie curbilinie seutilizează mai mult pentru realizarea depozitelor proprii aleposturilor de lucru ce prelucrează piese prismatice.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 31
Pentru transportul pieselor de revoluţie se utilizează transportoare cu lanţ, cu alveole amplasate pe zalele lanţului
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 32
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 17
Transportoarele cu bandă se utilizează, în special, pentru transportul aşchiilor colectate din posturile de lucru ale sistemului.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 33
Construcţia sistemelor de transport în circuit deschis
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 34
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 18
Construcţia sistemelor de transport în circuit deschis
În categoria sistemelor de transport în circuit deschisintră :
- roboţii industriali mobili;
- robocarele ghidate pe şine;
b l hid t i d ti f t l t i
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 35
- robocarele ghidate inductiv sau fotoelectric
Roboţii industriali mobili
Se utilizează, în special, roboţii mobili cu deplasare pe portal ( t t t l i l d l ţi i l l )portal (pentru transportul pieselor de revoluţie şi a sculelor);
Roboţii cu deplasare la sol se întâlnesc mai rar şi anume pentru transportul pieselor prismatice.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 36
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 19
Robocarele (Automated Guided Vehicle - AGV) suntcărucioare teleghidate ce se deplasează pe şine sau pe roţi cu pneuri.ţ p
Robocarele sunt acţionate cu baterii îmbarcate sau cu motoare electrice de curent continuu de joasă tensiune.
Î
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 37
În cazul robocarelor cu deplasare pe şine acţionarea se poate realiza şi prin cablu tractat.
Robocarele pe şine se utilizează în SFF cu un numărredus de posturi de lucru pe care se prelucrează piesemari şi grele.
Traiectoria de transport în acest caz este materializatăde şina (şinele) de cale şi ea este, obişnuit, o liniedreaptă, dar există şi situaţii când traiectoriamaterializată de şine este şi curbilinie.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 38
Robocarele cu şine se utilizează şi în scopul deserviriidepozitelor celulare verticale.
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 20
Pentru un domeniu diversificat de sarcini de fabricaţieal unui SFF, funcţiunea de transport şi distribuţie a pieselor va trebui să răspundă cerinţei de „ acces liber“ l i ă i ti d i ă l i di t il d“ al oricărui tip de piesă la oricare din posturile de lucru ale sistemului.
Această condiţie poate fi satisfăcută în măsurămaximă de către robocarele cu deplasare pe pneuri, direct pe pardoseala atelierului, fiind ghidate pe
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 39
direct pe pardoseala atelierului, fiind ghidate pe traiectorie pe cale inductivă sau fotoelectrică.
Robocarele cu ghidare liberă - inductivă
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 40
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 21
Menţinerea direcţiei la ghidarea inductivă
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 41
3- bloc detector; A, B- bobine, 4 - bloc diferenţial, 5 – bloc amplificator,
Robocare cu ghidare liberă - inductivă
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 42
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 22
Robocarele cu ghidare liberă - corpul de bază 1 al robocarului;- modulul 2 de primire/predareşi, eventual, de ridicare a sarcinii;- sistemele 3 de protecţie
tiantişoc;-modulul de avans şi direcţieformat dintr-un grupmotopropulsor şi unulmotodirector, în componenţaacestora întrând şi roţile 4;- sistemul de senzori 5 pentrurecunoaştere şi avertizare;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 43
ş ş ;- grupul de baterii 6 pentrualimentarea motoarelorelectrice de acţionare;- echipamentul de comandăîmbarcat 7
Robocare realizate de firma Bleichert
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 44
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 23
Robocare
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 45
Modulul de avans şi direcţie a robocarului
Acest modul cuprinde:
- roţile vehiculului;
- elementele de acţionare (propulsia);ţ (p p );
- elementele pentru urmărirea traiectoriei (elemente de direcţionare sau de ghidare)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 46roţile motoare RM ; roţile libere RL; roţile fixe RF
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 24
Reţea de transport cu robocare ghidate
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 47
SFF cu două AGV şi magazin central de scule
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 48
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 25
SFF cu trei AGV
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 49
SFF cu mai multe robocare (AGV)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 50
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 26
SFF cu mai multe robocare (AGV)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 51
SFF cu mai multe robocare (AGV) şi depozitare automată
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 52
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 27
Modelarea şi simularea sistemelor flexibile
de fabricaţie
Definirea simulăriiSimularea este definită ca procesul deproiectare a unui model, cu ajutorulp , jcalculatorului, al unui sistem real şiconducerea experimentelor realizate cuacest model .
Scopul simulării este de a înţelege
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
p ţ gfuncţionarea sistemului şi de a evaluadiferite strategii de operare ale sistemuluipentru optimizarea unei funcţii obiectiv.
54
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 28
Aplica]ii ale simul\rii~n Sisteme de prelucrare (Manufacturing)
Determinarea necesarului optim de echipamente şi amplasarea acestora;
- Num\r posturi de lucru pentru o anumită sarcină delucru ;
- Localizarea [i dimensionarea depozitelor intermediare;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
- Num\r, tip [i aranjament al transportoarelor, conveioarelor [I echipamentelor auxiliare
55
Aplica]ii ale simul\rii~n Sisteme de prelucrare (Manufacturing)
- Evaluarea efectelor unei modific\ri `n volumul de produc]ie;
- Evaluarea efectului introducerii unui nou echipament `n sistemul de produc]ie;
- Evaluarea investi]iilor de capital;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
- Planificarea sarcinilor de lucru
56
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 29
Aplica]ii ale simul\rii~n Sisteme de prelucrare (Manufacturing)
Evaluarea procedurilor opera]ionale- Planificarea produc]iei ;
A li t il- Analiza stocurilor;- Strategii de comandă;- Managementul mentenan]ei (ac]iuni preventive)- Strategii de control al calit\]ii;
Evaluarea performan]elorAnaliza livr\rilor ;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
- Analiza livr\rilor ;- Analiza timpilor de sta]ionare `n sistem;- Analiza locurilor `nguste (Bottleneck analysis)
Criterii: timp utilizare echipamente [i personal, marimeafirelor de a[teptre, produc]ia realizat\ etc.
57
Aplica]ii ale simul\riiServirea clien]ilor `ntr-un sistem de a[teptare
(queueing system)
El t• Elemente• Clien]ii• Resursele (serverele)• Firul (coada de a[teptare)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Sosireaclientilor
Plecareaclientilor
58
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 30
Aplica]ii ale simul\riiServirea clien]ilor `ntr-un sistem de a[teptare
(queueing system)
C t i i t l d t tCaracterizarea sistemelor de a[teptarepresupune informa]ii despre:
• Num\rul de servere;• Capacitatea firului de a[teptare (nr. clien]i
accepta]i);
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
accepta]i);• Legea de sosire a clien]ilor;• Legea de servire a clien]ilor;• Disciplina de servire (FIFO, LIFO, aleatoare);
59
Aplica]ii ale simul\rii
Prelucrarea pieselor `ntr-o linie de fabrica]ie
S
x 1M 1
x 2M 2
2 piesedepozite (buffer)
(p)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 60
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 31
Aplica]ii ale simul\riiSistem pilotate de timp [i de evenimente.
Magazie automat\
X(t)
t
x(t)
u (t)1
u (t)2
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
( )⎩⎨⎧ −
=restin -0
piesa introduce11 tu ( )
⎩⎨⎧ −
=restin -0
piesa extrage12 tu
( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )
( )⎪⎩
⎪⎨
⎧
−==−
==+=Δ+
restin 1 , 0 daca 1
0 , 1 daca 1
21
21
txtututx
tututxttx
61
Aplica]ii ale simul\rii
Celul\ de fabrica]ie deservit\ manual
Ini]ial
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Final
62
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 32
1. Definirea problemei ;
Etapele procesului de simulare
2. Planificarea proiectului de simulare;3. Definirea sistemului ;4. Formularea modelului conceptual ;5. Proiectarea preliminar\ a experiment\rilor; 6. Preg\tirea datelor de intrare
40%
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 63
7 Realizarea codului surs\;
Etapele procesului de simulare
20% 7. Realizarea codului surs\;8. Verificarea [i validarea modelului;9. Proiectarea final\ a experiment\rilor;10. Experimentarea propriu-zis\ ;11. Analiza [i interpretarea rezultatelor ; 12. Implementarea proiectului [i realizarea
20%
40%
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
12. Implementarea proiectului [i realizareadocumenta]iei acestuia .
64
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 33
8.Verificarea şi validarea modelului
Verificarea modelului este procesul de determinare a faptului dac\ logicadeterminare a faptului dac\ logica opera]ional\ a modelului (programul de calculator) corespunde cu logica sistemului real
Validarea modelului este procesul de
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Validarea modelului este procesul de determinare a faptului dac\ modelul este o reprezentare precis\ a sistemului real (cu un anumit grad de `ncredere)
65
8.Verificarea şi validarea modelului
Plecând de la sistemul real se formeaz\ modelul conceptual care con]ine elementele din sistemul real care credem noi c\ar trebui incluse în model.
Modelul logic con]ine rela]iile logice între elementele sistemului ca [i variabilele exogene care afecteaz\ sistemul Acest
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
ca [i variabilele exogene care afecteaz\ sistemul. Acest model este denumit [i modelul diagramei fluxului.
Având modelul logic, se elaboreaz\ modelul de simulare
66
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 34
Validarea modelului conceptual este procesul de stabilire a relevan]ei dintre abstractizarea sistemului
8.Verificarea şi validarea modelului
]real fa]\ de modelul de simulare
Nu exist\ nici o metod\ standard de validare a modelului conceptual;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 67
Verificarea [i validarea modelului conceptual
Graful de evenimente este o abordare foarte des utilizat\ în validarea modelului conceptual pentru unutilizat\ în validarea modelului conceptual pentru un sistem cu evenimente discrete.
Trebuie identificate explicit evenimentele ce vor fi introduse în model. Modelul conceptual trebuie s\ includ\elementele sistemului real care sunt relevante
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 68
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 35
Verificarea [i validarea modelului logic
Verificare a modelului logic este focalizat\ pe urm\toarele întreb\ri:urm\toarele întreb\ri:
Sunt procesate corect evenimentele în model ?
Sunt valide formulele matematice [i rela]iile în model ?
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Sunt calculate corect datele statistice [i m\surile performan]ei în model ?
69
Verificarea [i validarea modelului logic
Trebuie validat faptul c\ modelul logic con]ine toate evenimentele din modelul conceptual [i s\ verific\m conexiunile între evenimente;
Trebuie s\ verific\m dac\ modelul logic proceseaz\evenimentele simultane în ordinea corect\;
Trebuie verificate formulele [i rela]iile implicite [iexplicite utilizate;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
e p c te ut ate;
Verificarea datelor statistice [i a m\surilor performan]ei ;
70
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 36
Verificarea [i validarea modelului de simulare
Abord\ri generale pentru verificarea modelului de simulare:
M t d d t t t\Metode de programare structurat\;
Testarea programului;
Verificarea rela]iilor logice;
Compararea cu metode analitice;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Compararea cu metode analitice;
Verificarea utilizând grafice.
71
Verificarea [i validarea modelului de simulare
Metode de programare structurat\:Proiectarea de sus în jos;
Modularitatea;
Rafinarea pas cu pas;
Module compacte;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Controlul structurat: tot codul de control trebuie s\ fie înalt structurat utilizând formul\rile: IF-THEN-ELSE, WHILE, REPEAT-UNTIL, FOR [i CASE. Formularea GOTO trebuie evitat\.
72
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 37
Verificarea [i validarea modelului de simulare
Validarea modelului de simulare :
Procedura de validare a modelului de simulare depinde de sistemul care trebuie modelat [i de mediul de modelare;sistemul care trebuie modelat [i de mediul de modelare;
Metodele de validare utilizate frecvent sunt:Compararea rezultatului (ie[irii) modelului cu cel al sistemului real;Metoda Delphi;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Metoda Delphi;Testul Turing;Comportarea la extreme.
73
Verificarea [i validarea modelului de simulare
Validarea modelului de simulare :
Compararea rezultatului (ie[irii) modelului cu cel al i t l i lsistemului real:
Dac\ pentru sistemul real sunt disponibile suficiente date, testul statistic utilizat obi[nuit este testul Student (t), în care se testeaz\ ipoteza egalit\]ii mediilor;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Testul F [Fisher] se poate folosi pentru a testa egalitatea varian]elor din sistemul real [i modelul de simulare
74
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 38
Verificarea [i validarea modelului de simulare
Validarea modelului de simulare :
Metoda Delphi:Se utilizeaz\ atunci când este disponibil\ o cantitate foarte mic\ de informa]ii despre sistemul ce este considerat;
~n aplicarea metodei intervine un grup de exper]i selectat cu mare grij\;
Grupul de exper]i utilizeaz\ un chestionar incluzând
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Grupul de exper]i utilizeaz\ un chestionar incluzând feedback-ul opiniei [i analiza statistic\.
75
Verificarea [i validarea modelului de simulareValidarea modelului de simulare:
Testul Turing:Unui expert sau unui grup de exper]i i se prezint\ descrieri sumare sau rapoarte bazate pe sistemul real al modelului p pde simulare.
Dac\ exper]ii pot identifica rapoartele bazate pe rezultatul modelului de simulare, credibilitatea modelului scade.
Testul Turing este reversul metodei Delphi.în testul Turing grupului de exper]i i se cere s\ identifice prin
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
în testul Turing grupului de exper]i i se cere s\ identifice, prin retrospec]ie , sistemul simulat, în timp ce, în cazul metodei Delphi, grupului de exper]i i se cere s\ prezic\ r\spunsul sistemului.
76
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 39
Verificarea [i validarea modelului de simulare
Validarea modelului de simulare :
Validarea prin comportarea la extreme :
Ocazional, sistemul real poate fi observat sub condi]ii extreme datorit\ c\rora apare o situa]ie neuzual\;
Prin compararea comport\rii sistemului real la condi]ii extreme cu performan]a modelului sub acelea[i condi]ii,
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
p ] [ ]putem s\ valid\m modelul.
77
Modelarea logico-matematic\- Teoria firelor de a[teptare;- Teoria grafurilor
Modelarea cu programe de simulare
Abord\ri `n modelare [i simulare
Modelarea cu programe de simulare- abordarea prin evenimente: SIMSCRIPT; GASP- abordarea prin activit\]i: ECSL; HOCUS- abordarea prin procese: ARENA; ProModel ; Quest; AutoMod
WITNESS; Extend
Modelarea prin instrumente de descriere grafice- abordarea ‘control orientat’ : Re]ele Petri; GRAFCET- abordarea ‘func]ii orientate’: SA; SADT- abordarea ‘orientare pe date’: modele rela]ionare- abordarea ‘mixt\’: SA-RT; ISML
78SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 40
Software pentru simulare
Arena (Rockwell Software),
ProModel (Promodel Corporation), ( p ),
Quest (DELMIA Corporation),
AutoMod (Brooks Automation),
Witness (Lanner Group, Inc.).
Enterprise Dynamics (Enterprise Dynamics),
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Enterprise Dynamics (Enterprise Dynamics),
Extend (Imagine That Inc.),
Simul8 (Simul8 Corporation),
79
Alegerea distribuţiilor statistice pentru legilor de sosire şi de servire
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 41
Date disponibileExample
Date culese: Timpul `ntre sosiri, rata sosirilor;timpul de `nc\rcare [i de desc\rcare;timpul de servire;timpii de bun\ func]ionare, timpii de reparare; timpii de transport etc.Date probabilistice: % piese rebut; % piese care necesit\ servicii diferite;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Date eronate -> rezultate eronate
81
Surse pentru culegerea datelor
Inregistr\ri istoriceInaccesibile form\ eronat\ eforturi pentruInaccesibile, form\ eronat\, eforturi pentruextragere [i analiz\
Date observabileinregistr\ri personale sau `nregistr\ri automate
Sisteme similare
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 82
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 42
Surse pentru culegerea datelor
Reclama]ii ale clien]ilortimp de servire,
Estim\ri ale proiectan]ilortendin]a de a fi optimiste
Considera]ii teoretice/ Cono[tin]e anterioarefiabilitatea componentelor electronice – distribu]iaWeibull
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Weibulltimpi de sosire aleatorii – distribu]ie exponen]ial\
83
Construc]ia histogrameiHistograma este necesar\ pentru estimarea distribu]iei teoretice; Presupune `mp\r]irea domeniului `n clase/categorii [i grupareadatelor `n clase (discrete sau continue)
uzual 5 -20 clase, frecvent 8 - 12 clase\ l d l 1+3 322l ( ) ( l ]i l i St )num\rul de clase =1+3,322log(n) (rela]ia lui Sturges)
sunt necesare cel pu]in 3 observa]ii `n fiecare clas\Se calculeaz\ frecven]ele absolute [i relative
Histograma se reprezint\ grafic prin punctele medii ale fiec\reiclase
Estimarea distribu]iei teoretice
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Estimarea distribu]iei teoreticeSelectarea distribu]iei de `ncercatEstimarea valorilor parametrilorEvaloarea concordan]ei ( “goodness of fit”) dintre distribu]iileexperimentale [i teoretice
84
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 43
Distribu]ia experimental\modeleaz\ ‘trecutul’ nu exist\ valori `n afara experimentuluinu exist\ valori `n afara experimentului
Distribu]ia teoretic\Orice valoare `n intervalul de varia]ie;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
probleme ale estim\rii parametrilor [i ale concordan]ei probleme legate de metode de generare
85
Nu exist\ date suficiente(1)
Este disponibil\ numai valoarea medieUtilizarea unei valori constante:
c`nd a em o ariabilitate mic\c`nd avem o variabilitate mic\; C`nd variabilitatea este mare iar valoare medie este moderat\
(pentru timpii `ntre sosiri pentru timpii de servire)
Se utilizeaz\ valoarea medie +/- procente %Distribu]ie uniform\ (distribu]ia “maximei ignoran]e”)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
] ( ] g ] )
Distribu]ie triunghiular\ (reazonabil\ pentru multe cazuri)
Utilizarea unei distribu]ii exponen]iale
86
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 44
Nu exist\ date suficiente(4)Distribu]ie Uniform\
Histograma datelor experimentale (empiric\)
Expresie: UNIF(5, 10)Eroarea patratic\: =0.000168Test Chi p\trat
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
pNum\r intervale = 40Grade de libertate = 39Statistica testului = 33.5
Test Kolmogorov-SmirnovTest Statistic = 0.00943
87
Nu exist\ date suficiente(3)Se cunoa[te numai domeniul
Distribu]ie Uniform\teoretic\
Parametri a,b
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Parametri a,bInterval [a, b]Media (a+b)/2Varianţa (b-a)2/12Aplicaţii: utilizat\ exclusiv de limbajul GPSS
88
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 45
Nu exist\ date suficiente(6)Distribu]ie Triunghiular\
Histograma datelor experimentale (empiric\)
Expresie: TRIA(6, 7.96, 10)Eroarea patratic\: =0.000224Test Chi p\trat
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Test Chi p\tratNum\r intervale = 38Grade de libertate = 36Statistica testului = 43.8
Test Kolmogorov-SmirnovTest Statistic = 0.0819
89
Nu exist\ date suficiente(5)
Se cunoa[te domeniu [i valoarea cea maiprobabil\
Distribu]ie Triunghiular\ (a, m, b)
Parametri: a,m,b
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Interval [a, b]Media (a+m+b)/3Varianţa (a2+m2+b2-am-ab-mb)/18Aplicaţii: informa]ii minime asupra legii de sosire;
90
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 46
Nu exist\ date suficiente(8)
Beta (β, α) –histograma datelor experimentale
Expresie: 2 + 7 * BETA(2.58, 3.46)Eroarea patratic\: =0.000233
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
pTest Chi p\tratNum\r intervale = 36Grade de libertate = 33Statistica testului = 68.3
91
Nu exist\ date suficiente(7)Beta- teoretic\
Parametri : parametrii de form\ Beta (β) [i Alfa (α)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Parametri : parametrii de form\ Beta (β) [i Alfa (α)Interval [0, 1] (poate fi transformat `n intervalul [a,b]; Y=a+(b-a)X )Aplicaţii :
Propor]ia elementelor defecte dintr-un lot;Timpi de servire
92
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 47
Distribu]ii continueExponen]ial\ (histograma experimental\)
Există date suficiente(1)
Expresie: 2 + EXPO(13.1)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Eroarea patratic\: =0.000057Test Chi p\tratNum\r intervale = 26Grade de libertate = 24Statistica testului = 31.1
93
Exist\ date suficiente(1)
Distribu]ii continueExponen]ial\ (teoretic\)
Parametri: βInterval:
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Media: βVarianţa : β2
Aplicaţii : Legea timpilor dintre sosiri ;durata convorbirilortelefonice; fiabilitatea componentelor electronice ; durata dea[teptare a unei piese pentru a fi prelucrat\.
94
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 48
Distribu]ii continueErlang (k) – histogram\ empiric\
Expresie: ERLA(13, 2)Eroarea patratic\: =0.000143Test Chi p\trat
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Num\r intervale = 25Grade de libertate = 22Statistica testului = 17
95
Exist\ date suficiente(2)Distribu]ii continue
Erlang (k)- teoretic\
Parametri : , βInterval
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Media kβVarianţa kβ2
Aplicaţii: Suma unor distribu]ii exponen]iale independente;alocarea sosirilor la k servere ;depozit ce deserve[te k utilaje
96
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 49
Distribu]ii continue (continuare)Gamma (β, α) –histogram\ empiric\
Expresie: GAMM(1.95, 3.26)Eroarea patratic\: =0.000189Test Chi p\trat
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
pNum\r intervale = 29Grade de libertate = 26Statistica testului = 30,5
97
Exist\ date suficiente(3)Distribu]ii continue (continuare)
Gamma- teoretic\
Parametri : , βInterval
( ) ∫∞ −−α=αΓ
0
t1 dtet
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
IntervalMedia αβVarianţa αβ2
Aplicaţii : Generalizare a distribu]iei Erlang .Timpul de deservire al ma[inilor;Timpul de reparare
98
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 50
Distribu]ii continue (continuare)Weibull (β, α) – histograma empiric\
Expresie: WEIB(1.21, 2.19)Eroarea patratic\: =0.000240
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Test Chi p\tratNum\r intervale = 31Grade de libertate = 28Statistica testului = 33.9
99
Exist\ date suficiente(4)Distribu]ii continue (continuare)
Weibull- teoretic\
Parametri : (parametru de form\) ,β (parametru de scal\)
I t l
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
IntervalMediaVarianţa
Aplicaţii : Fiabilitatea ma[inilor(defectare datorit\ uzurii [i oboselii) 100
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 51
Distribu]ii continue (continuare)Normal\ (μ, σ) – histograma empiric\
Expresie: NORM(9.92, 5.01)Eroarea patratic\: =0.000109
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
pTest Chi p\tratNum\r intervale = 30Grade de libertate = 27Statistica testului = 14.6
101
Exist\ date suficiente(5)Distribu]ii continue (continuare)
Distribu]ia normal\ (Gauss)- teoretic\
Parametri : media( μ) ; devia]ia standard ( σ)IntervalMedia μ
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Media μVarianţa σ2
Aplicaţii : Insumarea unor procese aleatorii normaleindependente (Teorema limitei centrale). Procese cudistribu]ie simetric\.
Domeniu pentru simulare = 4 σ (Se subestimeaz\ domeniul[i se ignor\ extremele )
102
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 52
Distribu]ii continue (continuare)Lognormal\ (μ, σ) –empiric\
Expresie: LOGN(9.2, 5.44)Eroarea patratic\: =0.000646
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
pTest Chi p\tratNum\r intervale = 25Grade de libertate = 22Statistica testului = 57.6
103
Exist\ date suficiente(6)
Distribu]ii continue (continuare)Lognormal\- teoretic\
Parametri :parametru de scal\ ( μ) ; parametru de form\ ( σ)
Interval
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Media Varianţa
Aplicaţii : Variabila este produsul unui num\r mare desubprocese aleatoare.
Timpii de lucru (cu distribu]ie deplasat\ la dreapta)Fiabilitatea unor componente
104
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 53
Testarea concordan]ei (1)
Teste statisticeIpoteze: H0: Distribu]ia experimental\ (empiric\) nu difer\ semnificativ de distribu]ia teoretic\
Testul Chi-p\trat ; χ2
Testul K-S (Kolmogorov-Smirnov)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 105
Testarea concordan]ei (2)
Testul Chi-p\trat
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Gradul de libertateν = k - 1 – (numărul de parametri estimaţi)
106
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 54
Dacă: atunci
ipoteza H0 se acceptăcu un nivel de incredere (1-α) .
χ2= 0 => concordan]\ perfect\
Există Tabele cu valori critice χ2 (ν,1-α)cu grad de libertate ν [i nivel de semnifica]ie
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
(1−α)gradul de libertate ν = k - 1 - pp = num\rul de parametri
107
Testarea concordan]ei (3)Testul K-S (Kolmogorov-Smirnov)
aplicat numai pentru distribu]ii continueStatistica K-S = diferen]a absolut\ maxim\` t di t ib ]i l t\ i i \ i`ntre distribu]ia cumulat\ empiric\ [idistribu]ia cumulat\ teoretic\
CONDI}IITestul K-S
pentru un num\r de observa]ii >30
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
pentru un num\r de observa]ii 30numai pentru distribu]ii continue
Chi-patratobserva]ii relativ in num\r mare (> 100)
necesit\ un grad de libertate mare [i cel pu]in 5 observa]ii `ntr-o clas\
108
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 55
Elementele modelului de simularedin programele de simulare
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 109
- 1. Entit\]ile sunt elementele care se deplaseaz\ `n sistem,`[i schimb\ starea, afecteaz\ [i sunt afectate de alteentit\]i, modific\ starea sistemului [i indicii de performan]\ai acestuia.
- sunt obiecte dinamice care sunt create la sosire, sea[eaz\ la coad\, sunt servite de servere [i sunt eliberate `nafara sistemului;
- pot exista, `n acela[i timp `n sistem, loturi de diferitetipuri de entit\]i fiecare cu un anumit traseu [i cu o anumit\prioritate
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
prioritate
Pentru a modela defectarea [i repararea serverelor secreaz\ un mecanism separat care ac]ioneaz\ dup\ legiprestabilite
110
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 56
Elementele modelului de simularedin cadrul programelor de simulare
- 2. Atributele ata[ate fiec\rei entit\]i. Un atribut este ocaracteristic\ (etichet\) a tuturor entit\]ilor dar( ) ]valoarea specifica a acesteia poate diferi de la oentitate la alta.
Fiecare atribut este echivalent unei variabile localelegate de o anumit\ entitate.
Exemple de atribute:
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
timpul de sosire;timpul de ie[ire;prioritatea,cod de culoare,nume
111
- 3. Resursele. Entit\]ile din sistem sunt `n competi]iepentru a fi servite de c\tre resurse (personal,echipamente, spa]iu de stocare )
O entitate folose[te (seize) o resurs\ disponibil\ [i oelibereaz\ (release) la terminarea serviciului.
O resurs\ este atribuit\ unei entit\]i [i nu invers.
O resurs\ poate reprezenta un grup de servere, fiecare
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
p p g pdintre acestea fiind denumit unitate ( unit) a respectiveiresurse
112
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 57
- 4. Firele de aşteptare (Cozile). Când o entitate nu sepoate mi[ca pentru c\ trebuie s\ foloseasc\ o unitatea unei resurse care este ocupat\ cu o alt\ entitate estenecesar s\ fie plasat\ `ntr-un loc de a[teptare al uneinecesar s\ fie plasat\ `ntr un loc de a[teptare al uneicozi (queue)
- Cozile au nume [i o anumit\ capacitate (buffer-depozit) finit\ sau infinit\.
- Trebuie s\ se defineasc\ [i algoritmul de tratare aunei entit\]i sosite c`nd depozitul este plin
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
unei entit\]i sosite c`nd depozitul este plin.
113
5. Variabile statistice. Pentru m\surarea performan]elor de ie[ire,trebuie s\ se memoreze ,`n timpul simul\rii, o serie de variabile,denumite variabile statistice sau acumulatori statistici. La`nceputul simul\rii acestea se ini]ializeaz\ cu zero.
De exemplu:- Num\rul de elemente produse p`n\ la un moment dat;
- Timpul total petrecut la coad\ p`n\ la un moment dat;
- Num\rul de elemente care au trecut pe la coad\ p`n\ la unt d t
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
moment dat;
- Timpul maxim perecut la coad\ observat p`n\ la unmoment dat;
114
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 58
De exemplu:
- Timpul total de servire p`n\ la un moment dat;
- Timpul maxim de servire p`n\ la un moment dat;p p ;
- Aria, p`n\ la un moment dat; de sub curba lungimii cozii ,Q(t),`mp\r]it\ la timpul de rulare= num\rul mediu de piese carea[teapt\ la coad\;
- Aria, p`n\ la un moment dat; de sub curba ocup\riiserverului B(t) `mp\r]it\ la timpul de rulare = timpul mediu de
tili l l i
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
utilizare al serverului
115
- 6. Variabilele (globale) sunt informa]ii care reflect\anumite caracteristici ale sistemului modelat, cu privirela num\rul [i distribu]ia entit\]ilor `n sistem.
-Fiecare variabil\ este unic\ [i nu este alocat\ unei-Fiecare variabil\ este unic\ [i nu este alocat\ uneianumite entit\]i dar este modificat\ de acestea.
Exist\ 2 tipuri de variabile:- variabile interne (num\rul de entit\]i de la
coad\, num\rul resurselor ocupate, timpul simul\rii,etc.)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
)
- variabile definite de utilizator (num\rul deentit\]i din sistem, etc.)
116
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 59
- 7. Evenimente. Un eveniment este orice ac]iune carese petrece la un moment al timpului de simulare carepoate schimba atributele, variabilele sau acumulatoriistatistici
De exemplu:- evenimentul sosire : o nou\ pies\ intr\ `n sistem;
- - evenimentul plecare: o pies\ care a fost prelucrat\ deun server [i p\r\se[te sistemul;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
- evenimentul stop: Simularea este oprit\ la t=15 min
117
- 7. Evenimente (continuare)- Fiecare program de simulare are un mecanismdenumit calendar al evenimentelor
C`nd o secven]\ de simulare este executat\ oC`nd o secven]\ de simulare este executat\, o`nregistrare a informa]iilor pentru evenimentele viitoareeste plasat\ `n calendarul de evenimente
Inregistrarea evenimentelor din calendarul deevenimente con]ine informa]ii despre :-entit\]ilor afectate;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
-entit\]ilor afectate;-timpul [i condi]ia de desf\[urare a evenimentului -tipulde eveniment care se va desf\[ura.
118
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 60
- 7. Evenimente (continuare)
Programul de simulare plaseaz\ fiecare nou plan deevenimente `n calendarul de evenimente `n a[a fel`nc`t urm\torul eveniment este `ntotdeauna `n capul`nc`t urm\torul eveniment este `ntotdeauna `n capullistei calendarului (evenimentele sunt sortate `nordinea cresc\toare a timpului de declan[are aevenimentelor)
In modelarea cu evenimente discrete, variabilele caredescri sistem l n se modific\ `ntre e enimente
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
descriu sistemul nu se modific\ `ntre evenimentesuccesive.
119
- 8. Timpul de simulare (ceasul de simulare)
Valoarea curent\ a timpului `n simulare este `nregistrat`ntr-o variabil\ denumit\ ceas de simulare
Fa]\ de timpul real, ceasul de simulare nu ia toatevalorile [i timpul nu este continuu.
Ceasul de simulare interac]ioneaz\ str`ns cul d l d i t
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
calendarul de evenimente
120
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 61
- 9. Startarea [i oprirea simul\rii
- trebuie s\ se defineasc\:
- condi]iile de start;
- timpul de rulare sau condi]iile de oprire
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 121
Caracterul aleator `n simulare
Modelele de simulare au intr\ri generate dup\ legiprobabilistice [i, `n consecin]\, ie[irile vor prezenta o p [ ] [ pvariabilitate aleatoare
Din punct de vedere statistic, o singur\ rulare a simul\rii aduce informa]ii par]iale, de aceea, se impunmai multe rul\ri (replic\ri) identice [i independente, pentru a investiga cum se modific\ rezultatele;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
pentru a investiga cum se modific\ rezultatele;
Fiecare replic\ utilizeaz\ intr\ri generate aleator dup\legi statistice pentru timpul `ntre sosiri [i pentru timpiide servire
122
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 62
Caracterul aleator `n simulare
Indica]ii mai credibil\, `n ceea ce prive[tecaracteristicile de performan]\ ale sistemului simulat
t f i t d di i d i ]i t d d l ilsunt furnizate de media [i devia]ia standard a valorilorob]inute `n urma replic\rilor
Dac\ replic\rile sunt independente [i uniform distribuite valorile cele mai probabile [i intervalele de `ncredere se ob]in cu rela]ia
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
nstX n ⋅± −− )2/1,1( α
123
Optimizarea unui SFF prin simulare
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 124
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 63
Optimizarea unui SFF prin simulare
Simularea nu este o tehnică de optimizare
Scopul unei program de optimizare ASOCIAT unui
Analistul trebuie să simuleze un număr de configuraţii ale sistemului şi să aleagă una care pare a fi cea mai performată
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Scopul unei program de optimizare, ASOCIAT unui program de simulare, este de a găsi, dintr-o mulţimede configuraţii ale sistemului, CONFIGURAŢIA OPTIMĂ
125
Optimizarea unui SFF prin simulare. EXEMPLU
Fie: numărul de maşini în staţiile de lucru i=1;2;3;4iV
Fi ă l d l ţii î d it
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Fie: numărul de locaţii în depozite i=5;6;7iV
(3, 2, 2,3,3,1, 2)fPentru configuraţia din figură:
Funcţia de optimizat:
126
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 64
Optimizarea unui SFF prin simulare
Programele de optimizare disponibile:1 2 3 4 10v v v v+ + + ≤
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 127
Optimizarea unui SFF prin simulare
Definim funcţia profit:
Si l li t t 30 d il (720 ) i i dăSimularea s-a realizat pentru 30 de zile (720 ore) şi o perioadă tranzitorie de 10 zile (240 ore)
Piesele finite s-au calculat pentru 720 de ore din totalul de 960 de ore ale unei replicări
S-au considerat 5 replicări pentru fiecare configuraţie
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
p p g ţ
128
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 65
Optimizarea unui SFF prin simulare
În urma optimizării, pentru cea mai bună configuraţie din 500 încercate:
În urma optimizării, cea mai bună configuraţie pentru staţiile
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
p , g ţ p ţde lucru este 3,3,2,2:
S-a menţinut fix nr. de maşini şi s a variat numărul de locaţii ale depozitelor pentru cele 1000 de configuraţii posibile
129
Optimizarea unui SFF prin simulare
În urma optimizării, cea mai bună configuraţie pentru depozite pare a fi 7,8,4 pentru care, cu un grad de încredere de 90% fit l t90%, profitul este:
De remarcat că, pentru configuraţia 2,3,2,2,7,8,4,profitul este 548.488$
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 130
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 66
Compararea proiectelor alternative(variantelor de simulare)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 131
Compararea proiectelor alternative
Se compar\ dou\ proiecte alternative de sistem [i apoi se e tinde abordarea pentr câte a[i apoi se extinde abordarea pentru câteva alternative.
Ex. : - două discipline posibile în firele de aşteptare, - două niveluri de investiţie în sistemul de producţie, - două legi de deservire a maşinilor unelte etc
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
- două legi de deservire a maşinilor unelte etc.
132
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 67
Compararea proiectelor alternative
Se aplic\ teste statistice pentru a trage concluziiSe aplic\ teste statistice pentru a trage concluzii valide deoarece rezultatul simul\rii este de natur\ probabilistic\.
Pentru ca testele statistice pe care le folosim s\fie valide trebuie s\ fie satisf\cute anumite
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
fie valide, trebuie s\ fie satisf\cute anumite ipoteze în leg\tur\ cu datele prelucrate
133
Pentru dou\ seturi de rezultate de simulare, câte unul pentru fiecare proiect al sistemului care va fi evaluat,
Compararea proiectelor alternative
putem s\ avem trei cazuri posibile:
(1) Cele dou\ seturi de e[antioane sunt independente [i provin din popula]ii cu variabilitate egal\;
(2) E[antioanele sunt independente [i provin din popula]ii cu
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
( ) [a oa e e su depe de e [ p o d popu a] cuvariabilitate inegal\;
(3) E[antioanele sunt corelate [i analiz\m diferen]ele dintre ele;
134
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 68
Consider\m dou\ variante ale unui proiect: Seturile de e[antioane sunt independente (cazurile 1 [i 2).
P t \ f ] i d l l d i l f i \Pentru m\sura performan]ei, modelul de simulare furnizeaz\la ie[ire dou\ seturi de e[antioane independente:
y11, y21,..., yn1, pentru proiectul 1 [i
y12, y22, y32,..., yn2 pentru proiectul 2.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Pentru a testa ipoteza: exist\ o diferen]\ semnificativ\ întrecele dou\ proiecte, se alege un interval de încredere privinddiferen]a mediilor popula]iilor celor dou\ e[antioane, μ1-μ2.
135
Intervalul de `ncredere este calculat din diferen]ele între mediile e[antioanelor
Depinzând de pozi]ia intervalului de `ncredere fa]\ de ero p tem aj nge la na din cele trei concl iizero, putem ajunge la una din cele trei concluzii
posibile:(a) Media popula]iei 1 este mai mic\ decât cea a popula]iei 2.
(b) Nu exist\ diferen]\ semnificativ\ între cele dou\
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
(b) Nu exist\ diferen]\ semnificativ\ între cele dou\medii.
(c) Media popula]iei 1 este mai mare ca media popula]iei 2.
136
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 69
Compararea proiectelor alternative
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 137
Selecţie software pentru simulare
Arena (Rockwell Software),
ProModel (Promodel Corporation), ( p ),
Quest (DELMIA Corporation),
AutoMod (Brooks Automation),
Witness (Lanner Group, Inc.).
Enterprise Dynamics (Enterprise Dynamics),
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Enterprise Dynamics (Enterprise Dynamics),
Extend (Imagine That Inc.),
Simul8 (Simul8 Corporation),
138
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 70
Simulare în ARENA
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 139
ASRS simulare în ARENA
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 140
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 71
Simulare SFF în ARENA
Ti
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Tippies\ Celula / timp Celula / timp Celula / timp Celula / timp Celula / timp
1 16, 8, 10
25, 8, 10
315, 20, 25
48, 12, 16
2 111, 13, 15
24, 6, 8
415, 18, 21
26, 9, 12
327, 33, 39
3 27, 9, 11
17, 10, 13
318, 23, 28
141
Simulare SFF în ARENA
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 142
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 72
Simulare SFF în ARENA
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
IDENTIFIER AVERAGE STANDARD 0.950 C.I. MINIMUM MAXIMUM NUMBERDEVIATION HALF-WIDTH VALUE VALUE OF OBS.
Celula 1 lung_med_fir 1.41 1.12 0.524 0.42 5.56 20Celula 2 lung_med_fir 1.21 0.796 0.372 0.334 4.01 20Celula 3 lung_med_fir 0.381 0.128 0.0598 0.149 0.608 20Celula 4 lung_med_fir 0.611 0.475 0.222 0.204 2.19 20media EIP 8.17 2.35 1.1 5.06 15.4 20
143
SUBSISTEMUL DE COMANDĂAL SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 144
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 73
Funcţia generală a subsistemului de comandă al SFFFuncţia generală a subsistemului de comandă al SFF constă în furnizarea către subsistemele de execuţie a informaţiilor necesare modificării stării întregului sistemcu scopul de a realiza una din sarcinile de fabricaţie dindomeniul de sarcini prestabilit.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 145
Sistemul de comandă trebuie să furnizeze următoarele informaţii
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 146
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 74
Sistemul de comandă trebuie să îndeplinească două pfuncţii importante:
- Comanda tehnică;
- Comanda organizatorică.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 147
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 148
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 75
Comanda organizatorică are următoarele sarcini:
- Distribuirea lucrărilor şi urmărirea stării tuturor pieselor care se găsesc în sistem în acelaşi timp;
- Comanda fluxului de materiale şi furnizareaordinele de comandă a transportului către mijloacele de transport şi manipulare din sistem;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 149
- Gestiunea pieselor, paletelor, dispozitivelor şi sculelor şi a locurilor de depozitare existente în sistem.
Este necesar controlul realizării acestor funcţii
Pentru aceasta se folosesc:
- Sisteme de monitorizare prin care să cunoaştemdesfăşurarea în timp real a ordinelor date;
- Sisteme de codificare pentru identificarea pieselor, dispozitivelor sculelor masinilor unelte si a programelor de
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 150
dispozitivelor, sculelor, masinilor-unelte si a programelor de prelucrare .
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 76
Fluxul informaţional de comandăîntr-un SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 151
• Fluxul informaţiilor de comandă este dirijat de la sistemele de pregătire către subsistemele de execuţie unde, cu ajutorul echipamentelor de comandă proprii, se realizează comenzile.
Î i i ij f i f ii• În sens invers, este dirijat fluxul informaţiilor de supraveghere şi control, care se referă la:
- starea producţiei;- starea de funcţionare a componentelor fizice
din sistem.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 152
Realizarea interdependenţelor între fluxul informaţiilor de comandă şi al celor de supraveghere, control şi diagnosticare în SFF este posibilă cu o structură software corespunzătoare
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 77
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 153
Structura generală a subsistemului de comandă al SFF
Structura subsistemului de comandă al SFF se realizeazăsub forma unei reţele de echipamente de calcul şi logicesub forma unei reţele de echipamente de calcul şi logicecare permite legarea într-un singur sistem a tuturorcalculatoarelor care comandă :
- maşinile-unelte cu comandă numerică, - roboţi industriali,
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 154
- maşini de măsurat cu CNC (CMM), - sistemele de transport şi depozitare a materialelor
.
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 78
Structura generală a subsistemului de comandă al SFF
• Structura generală a subsistemului de comandă alSFF este distribuită pe niveluri ierarhice
• Numărul acestor niveluri depinzând de:- mărimea sistemului,- domeniul de aplicare,- numărul funcţiilor de fabricaţie automatizateintegrate în sistem
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 155
g
• Numărul de niveluri variază între 2 şi 4.
Niveluri ierarhice de comandă în SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 156
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 79
La nivelul I de comandă se află echipamentele individuale de comandă ale:
- maşinilor-unelte, - roboţilor industriali, - maşinilor de măsurat.- sistemele de prereglat scule, - echipamentelor de comandă locală a depozitelor
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 157
şi sistemelor de transport.
La nivelul II de comandă se află calculatorul de conducere a fabricaţiei care realizează conducerea echipamentelor din nivelul inferior într-un sistem de tip DNC.
La acest nivel se realizează şi :- diagnosticarea instalaţiilor de lucru dar,
în unele cazuri, şi - planificarea pe termen mediu,
corectarea programelor NC şi de cond cere
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 158
- corectarea programelor NC şi de conducere operativă,
- simularea funcţionării sistemului de fabricaţie.
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 80
La nivelul III, sistemele DNC dintr-o secţie sunt legate laun server de capacitate mai mare (de secţie), cu care serealizează:
- funcţiile de proiectare a tehnologiei de prelucrarei l b l C (CA C Aid dşi elaborare a programelor NC (CAM - Computer Aided
Manufacturing),
- de planificare a prelucrărilor şi a producţiei lanivel de secţie (CAPP- Computer Aided Proces Planning),
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 159
- de control şi supraveghere a proceselor şisubsistemelor (CAQ - Computer Aided Quality),
- de mentenanţă (CAS - Computer Aided Service).
În vârful ierarhiei (nivelul IV), se află un server de putere foarte mare (sau un grup de servere ), cu carese realizează:
funcţiile de concepţie şi de proiectare- funcţiile de concepţie şi de proiectareconstructivă a produselor şi a înzestrării tehnologice(CAD - Computer Aided Design),
- funcţii de analiză inginerească a formei şistructurii produselor şi de fezabilitate (CAE -
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 160
p ş (Computer Aided Engineering),
- funcţii de planificare strategică (de lungădurată) – (CAP).
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 81
Structura generală a unui sistem DNC
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 161
Comanda fabricaţiei în SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 162
Bucla de reglare a comenzii de fabricaţie
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 82
Formarea ordinelor de transport scule în SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 163
SUPRAVEGHEREA, DIAGNOZAŞI CONTROLUL AUTOMAT ÎN SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 164
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 83
Leg\tura dintre subsistemul de supraveghere diagnostic [icontrol automat [i celelalte subsisteme ale SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 165
- Supravegherea, diagnoza şi controlul operativ ( SDC 1),cu rol de intervenţie şi decizie în cazul unei desfăşurăricu rol de intervenţie şi decizie în cazul unei desfăşurări
anormale a procesului de prelucrare
- deteriorare tăiş sculă,
- coliziune sculă-piesă, subansamble maşină unealtă,robocare etc.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 166
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 84
Proces Pies\
Traductoride
reac]ie Ma[inaunealt\
Maşină-unealtă cu CNC integrată într-un sistem flexibil
Scula
Dispozitiv
de a[chiere
Mediutehnologic
Pies\
A[chii
Informa]ii
CNCComand\numeric\
Elementde
execu]ie
Mag
istr
ala
deda
te
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 167
Traductori de proces
M\surare automat\
Sistem desupraveghere
diagnostic [i controlautomat operativ
SDC 1
- Supravegherea, diagnoza şi controlul tactic (SDC 2),cu rol de modificare a programelor de planificare
operativă în cazul unor defectări neprevăzute sau a unord i i t ti f t ă i i dsurse de erori sistematice care afectează precizia de
prelucrare.
- Deciziile luate de acest subsistem necesită corecţii ale programelor de conducere operativă şi ale programelorde prelucrare ;
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 168
de prelucrare ;
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 85
- Supravegherea, diagnoza şi controlul strategic (SDC 3)cu rol de modificare a programelor de planificare pe termenlung datorită diagnozei subsistemelor existente şi măsurilorde mentenanţă corectivă.
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 169
Funcţiile subsistemului de supraveghere, diagnoză şi control automat al SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 170
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 86
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 171
Sistemele senzoriale de supraveghere şi diagnostic pot fi împărţite, după modul de culegere a datelor în :
Sisteme de supraveghere şi diagnostic cu măsurare continuă;
Sisteme de supraveghere şi diagnostic cu măsurare intermitentă
După modul de măsurare,putem clasifica sistemele de supraveghere în :
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 172
Sisteme cu măsurare directă;
Sisteme cu măsurare indirectă.
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 87
Traductorii utilizaţi pentru monitorizarea procesului trebuie să îndeplinească simultan următoarele condiţii:
• Măsurarea să aibă loc cât mai aproape de zona de prelucrare;
• Să nu producă o modificare a caracteristicilor de rigiditate statice şi dinamice ale maşinii-unelte;
• Să fie rezistenţi la aşchii, impurităţi şi influenţe mecanice, termice şi electromagnetice;
• Să funcţioneze independent de scula utilizată şi piesa
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 173
prelucrată;
• Să aibă caracteristici metrologice adecvate;
• Să aibă o uzură mică, o mentenanţă uşoară şi un preţ de cost scăzut.
Sisteme pentru monitorizareaprocesului de prelucrare
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 88
Schema generală a unui sistem de monitorizare proces
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Bucle de reacţie pentru monitorizare
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 89
Traductori pentru monitorizare proces
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Traductori pentru monitorizare proces
- traductori de încărcare;- traductori accelerometrici; - traductori de emisie acustică (AE)
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 90
Sisteme asistate pentru mentenanţăComputer-Aided Maintenance System (CAMS)
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Monitorizarea tendinţei de defectare
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 91
Sistem inteligent de mentenanţă
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Monitorizarea tendinţei de defectarela lagărele cu rulmenţi
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 92
Monitorizarea tendinţei de defectarela lagărele cu rulmenţi
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Monitorizarea tendinţei de defectarela lagărele cu rulmenţi
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 93
Monitorizarea tendinţei de defectarela angrenajele dinţate
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Monitorizarea tendinţei de defectarearbore principal centru de prelucrare cu CNC
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 94
Management şi monitorizare sistem de fabricaţie
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
e-Maintenance, e-Manufacturing, e-Business
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 95
e-Manufacturing
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Monitorizarea la distanţă (e-Maintenance)
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 96
Sistem e-Maintenance
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Subsistem local pentru e-Maintenance
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 97
e-Maintenance. Monitorizare la distanţă
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
e-Maintenance. Monitorizare la distanţă
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 98
Sistem inteligent de mentenanţă
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
SISTEME AVANSATE DE FABRICAŢIE
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 196
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 99
Fazele dezvoltării maşinilor unelte
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Dezvoltarea sistemelor de fabricaţie
SIF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 100
JIT, KANBANîn SFF
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 199
Sistemul Just In Time (JIT)• Anii 1960 – Taichi Ohno şi Singheo Shingo au creat
principiul JIT (Just-In-Time) cu aplicare în fabricile Toyota.y
•Anii 1980 – se aplica principiile JIT, adică principiile de producţie in fluxuri pe bază de etichete (KANBAN = etichetă, in limba japoneză) si in Europa, în sectorul producţiei de automobile si camioane.
ii i l i i i l•Anii 1990 – se implementează principiul JIT în ERP (Enterprise Resource Planning).
•Anii 2000 – metoda KANBAN se extinde si in alte industrii
200SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 101
Sistemul Just In Time
Conceptul înseamnă:a produce doar ceea ce este necesar,pentru cei care au nevoie şiîn cantitatea necesarăîn cantitatea necesară
201SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Sistemul Just In TimeMediul ideal “zero concept” spre care
i d JITtinde JIT:defecte -> zero timp de pregătire/auxiliari -> zero Inventare -> zero timp manipulări /transferuri > zerotimp manipulări /transferuri -> zero căderi de resurse -> zero
202SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 102
Tehnica KanbanKANBAN este parte integrantă a JIT
KANBAN urmăreşte:
- Diminuarea volumului de stocuri;
- Fabricarea produsul cerut în momentul t i î tit t tăcerut şi în cantitatea cerută.
203SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Sistem convenţional cu flux amonte-aval (push system)
Sistem de producţie cu flux aval-amonte (pull system)
204SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 103
Tehnica KANBANEsenţa sistemului : oricare post din fluxultehnologic are statutul de client dar in
l ti i d f iacelas timp şi de furnizor.
Un post de lucru client va lansa comandade fabricatie catre postul furnizor situatimediat in amonte.
Ordinele de fabricatie sunt transmise din avalul liniei tehnologice catre amonte(in sens invers celui traditional)
205SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Tehnica KANBAN
Sunt utilizate 2 tipuri cartele :
Cartele de producţie [P d ti O d K b (POK)]Cartele de producţie [Production Order Kanban (POK)]
ce se deplasează în amontele fluxului de fabricaţie în scopul declanşării unui nouordin de fabricaţie.
Cartele de transport (retragere) ceautorizeaza transportul din amonte în aval.
206SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 104
Sistem cu flux aval-amonte cu un singur tip de card- cartelă de producţie (POK- Production Order Kanban)
207SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
cartelă de producţie (POK Production Order Kanban)
Si t fl l t 2 ti i d d i
208SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Sistem cu flux aval-amonte cu 2 tipuri de carduri- cartelă de producţie (POK)- cartelă de transport (retragere) (WK)
POK- Production Order Kanban
WK- withdrawal kanban
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 105
SISTEME SUPLE DESISTEME SUPLE DE FABRICAŢIE
(Lean Manufacturing Systems)
Lean Manufacturing SystemsJidoka - detectare automată anomalii, oprire proces, analiză cauze şi corecţie proces.
Poka-yoke -Error proofing (Detectarea erorilor)
5 Whys (Analiză cauză– efect; lanţul de cauze care duce la un anumit efect; digrama cauză-efectefectCIP -Continuous Improvement Process (Kaizen)
5S- Sort, Set to order, Shine, Standardize, and Sustain,
Kanban – Ce să producem, când să producem, cât de mult să producem
OEE -Overall Equipment Effectiveness (Eficienţa maximă a echipamentelor)
MSA -Measurement System Analysis (Analiza sistemului de măsurare)
Cp, Cpk -Process capability indices.
TPM -Total Productive Maintenance,
SMED -Single Minute Exchange of Dies(Reducerea timpului de schimbare a fabricaţiei)
OTS -One Touch Setup,
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 106
Structură generică sisteme suple de fabricaţie
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 211
PDCA -Plan-Do-Check-Act.5 Whys -A problem solving method which employs the technique to continue to ask “Why?”to explore the cause and effect relationship,
Lean Manufacturing SystemsDiagrama “Spaghetti”
Inainte de optimizare
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 107
Lean Manufacturing SystemsDiagrama “Spaghetti”
După optimizare
Lean Manufacturing SystemsDiagrama fluxurilor de materiale,informaţii şi activităţi
Value Stream Mapping (VSM) - Analiza valorii pe flux
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 108
Lean Manufacturing SystemsDiagrama fluxurilor de materiale,informaţii şi activităţi . Analiza valorii pe flux.
Lean Manufacturing SystemsDiagrama fluxurilor de materiale,informaţii şi activităţi
Value Stream Mapping (VSM) - Analiza valorii pe flux
Simbolistică utilizată
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 109
Lean Manufacturing SystemsValue Stream Mapping (VSM) - Analiza valorii pe flux
Lean Manufacturing SystemsDiagrama fluxurilor de materiale,informaţii şi activităţi
Value Stream Mapping (VSM) - Analiza valorii pe flux
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 110
Lean Manufacturing Systems
Lean Manufacturing Systems
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 111
SISTEME ERP utilizate în SFF
Ce este ERP?
SistemeleSistemele ERP ERP (Enterprise Resource Planning) suntsunt pachetepacheteg) ppde de aplicaaplicaţţii ii software software formateformatedin din maimai multemulte module care module care sprijinăsprijină toatetoate ariileariile functionalefunctionale: : planificareplanificare, , productieproductie, , vânzarevânzare, , marketing, marketing, distribudistribuţţieie, , contabilitatecontabilitate, , financiarfinanciar resurseresurse umaneumane gestiuneagestiuneafinanciarfinanciar, , resurseresurse umaneumane, , gestiuneagestiuneaproiectelorproiectelor, , stocuristocuri, service , service şişiîntretinereîntretinere, , logisticălogistică şişi ee--business.business.
222SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 112
Implementarea ERP
223SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Sistemul ERP:
Prin definitie, un sistem de tip ERP este o solutiesoftware complexa, ale carei elemente sunt integrate intr o platforma comuna pentru gestionare resurselorintr-o platforma comuna, pentru gestionare resurselorcompaniei.
Sistemele de gestiune a afacerilor au evoluat de-a lungultimpului, incepand cu simple programe de planificare a materialelor si apoi a productiei, fiind concentrate in special pe gestionarea proceselor si fluxurilor de
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 224
special pe gestionarea proceselor si fluxurilor de productie si a activitatilor financiar contabile.
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 113
Cum lucrează ERP?ERP ERP realizeazărealizează integrareaintegrarea şişi sincronizareasincronizareafuncţiunilorfuncţiunilor întreprinderiiîntreprinderii;;ERPERP esteeste unun excelentexcelent ““vehiculvehicul”” pentrupentruERP ERP esteeste un un excelentexcelent vehiculvehicul pentrupentruinformaţieinformaţie, , fluidizândfluidizând schimbulschimbul de date de date întreîntredepartamentedepartamente;;UneşteUneşte toatetoate practicilepracticile economiceeconomice întrîntr--o o singurăsingurăfamiliefamilie de module softwarede module softwareSeSe creeazăcreează oo bazăbază de datede date unicăunică (din(din punctpunct dedeSe Se creeazăcreează o o bazăbază de date de date unicăunică (din (din punctpunct de de vederevedere logic), logic), înîn care care dateledatele se se preiaupreiau o o singurăsingurădatădatăModuleleModulele ruleazărulează pepe reţelereţele informatice informatice client/server client/server
225SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Principalele caracteristici ale sistemelor ERP :
suntsunt pachetepachete software software proiectateproiectate înîn mediimedii client/server;client/server;prelucreazăprelucrează majoritateamajoritatea tranzactranzacţţiiloriilor organizaorganizaţţieiiei;;integreazăintegrează şişi unificăunifică proceseleprocesele economiceeconomice;;gg şş pp ;;utilizeazăutilizează o o bazăbază de date de date unică unică la la nivelulnivelulorganizatieiorganizatiei, , înîn care care dateledatele suntsunt introduseintroduse o o singurăsingură datădată;;permit permit accesulaccesul la date la date înîn timptimp real;real;oferăoferă suportsuport multivalutămultivalută şişi multilingmultilingvisticvistic;;suntsunt adaptateadaptate specificuluispecificului datdat de de ramurramurăă înîn care care opereazăoperează((dif itdif it ii i d t i li d t i l i iii ii tt bă ibă i tt ))((diferitediferite ramuriramuri industrialeindustriale, , serviciiservicii, , comertcomert, , băncibănci etc.etc.););permit permit realizarearealizarea de de adaptăriadaptări fărăfără interventiainterventiaprogramatorilorprogramatorilor..
226SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 114
Soluţii ERPMarii furnizori de soluţii ERP sunt:
Baan - Invensys (Marea Britanie)Oracle (SUA)People-Soft (SUA)SAP (Germania)J.D.Edwards (SUA)(supranumiţi - grupul BOPSE)
227SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Soluţii ERPO configuratie de start-up ‘cost effective’ poate pornide la un server de baze de date gratuit (Microsoft SQL Server 2005 Express Edition), instalat pe un sistem de operare non-server (Windows XP/Vista/7) sau pe unoperare non-server (Windows XP/Vista/7) sau pe un sistem server low cost (Windows 2003 Server Web Edition), un server de aplicatie SeniorERP si un numardorit de clienti SeniorERP, care comunica eficient cu serverul de aplicatie utilizand Windows Communication Foundation.
Configurarile initiale ale aplicatiei vor favoriza o operare simpla, orientata pe documente, urmand ca pemasura expansiunii economice a companiei si in urmacresterii nevoii de control, sa se treaca la o configurarebazata pe procese si fluxuri.
228SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 115
Soluţii ERPPe piaţa românească de ERP, cele mai utilizate soluţii:
SAP , cu aplicaţia R/3 System;, p ţ y ;Oracle, cu Oracle Applications;BaaN , cu BaaN IV;QAD, cu MFG/PRO;Scala Business Solution, cu ScalaScala Business Solution, cu Scala
229SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
Cum afectează ERP clienţii?
ReducereaReducerea erorilorerorilor înîn lanţullanţul comandăcomandă--facturarefacturare--livrarelivrare;;ReducereaReducerea timpilortimpilor de de aşteptareaşteptare;;CreştereaCreşterea calităţiicalităţii;;I l dI l d li t l ili t l i îî (E t t)(E t t)IncludereaIncluderea clientuluiclientului înîn procesproces (Extranet)(Extranet)
230SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 116
Cât costă o soluţie ERP?ÎntreÎntre 400.000 Euro 400.000 Euro şişi 300 300 milioanemilioane Euro Euro (conform (conform
unuiunui studiustudiu Meta Group)Meta Group), în funcţie de:, în funcţie de:
mărimeamărimea firmeifirmei;;specificulspecificul de de activitateactivitate;;gradulgradul de de dispersaredispersare geograficăgeografică;;infrastructurainfrastructura tehnologicătehnologicăinfrastructurainfrastructura tehnologicătehnologică
⇒⇒ ERP ERP esteeste scumpscump pentrupentru oriceorice tip de tip de afacereafacere
231SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata
SISTEME INTEGRATEDE FABRICAŢIAFabricaţie digitalăFabricaţie digitală
Integrated Manufacturing Systems (CIM)
Digital Factory
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 117
Structura ierarhizată CIM – Digital Factory
SiFAC_2011 UT Iasi prof. E.Carata 233
Structura ierarhizată CIM – Digital Factory
MES- Manufacturing Execution SystemSistemul de pregătire şi realizare asistată a fabricaţiei
SiFAC_2011 UT Iasi prof. E.Carata 234
CNCPLC- Programmable Logic ControllerSCADA- supervisory control and data acquisition
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 118
PLM – Product Lifecycle management (Management ciclu creare-exploatare produs)
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 235
Structura ierarhizată CIMManagementul colaborativ pentru producţie
(CPM- Collaborative Production Management)
SiFAC_2011 UT Iasi prof. E.Carata 236
CRM – Customer relationship managementSRM – Supplier relationship management
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 119
Structura ierarhizată CIM – Digital FactoryIerarhie fucţională (ISO 62264)
SiFAC_2011 UT Iasi prof. E.Carata 237
ISA- Instrumentation,Systems, and Automation Society
Structura ierarhizată CIM – Digital FactoryIerarhie fucţională (NAMUR –NE59)
SiFAC_2011 UT Iasi prof. E.Carata 238
NAMUR (International User Association of Automation Technology in Process Industries) fondată in Leverkusen, Germania, in 1949
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 120
Structura ierarhizată CIM – Digital Factory
Structura de bază a Managementului de proces
SiFAC_2011 UT Iasi prof. E.Carata 239
Interfaţa om-maşină human-machine interface (HMI)
Structura ierarhizată CIM- Digital FactoryIerarhie structurală (ISO 62264)
SiFAC_2011 UT Iasi prof. E.Carata 240
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 121
Structura ierarhizată CIM- Digital FactoryManagement de produs
SiFAC_2011 UT Iasi prof. E.Carata 241
Management date în fabriacaţia digitală
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 242
PDM – Product Data management (Management date produs)FDM – Factory Data Management (Management date de fabricaţie)
UT Iaşi, Dep. MUS, Note curs SFF, 2012 Prof.univ.dr.ing. Eugen Carata 122
Management date în fabricaţia digitală
SFF_2012 UT Iasi prof. E.Carata 243
PLM – Product Lifecycle management (Management ciclu creare-exploatare produs)PDM – Product Data Management (Management date produs)
Structura ierarhizată CIM- Digital FactoryNecesitate implementare MES
SiFAC_2011 UT Iasi prof. E.Carata 244