Simulació en processos de fabricació

1988/12/01 Iraola Poirotte, Anouk Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Industria

Tant la ubicació com les tasques a realitzar per a obtenir un bon rendiment dels robots han de ser molt ben analitzades.

Aquestes condicions de mercat obliguen les empreses a revisar i modernitzar els processos de fabricació, automatitzar els tallers i reestructurar els peus de fabricació, és a dir, a realitzar grans inversions. El risc que es presenta a l'hora de realitzar aquestes inversions és evident i, una vegada presa la decisió, és convenient que s'apliqui al més aviat possible per a obtenir la rendibilitat com més aviat millor. Per a això, i amb la finalitat de minimitzar els riscos, l'empresa necessitarà d'un gran volum d'informació.

Tot això ha propiciat l'aparició i evolució de la denominada "Tècniques de Simulació per Ordinador".

L'objectiu de la simulació és:

Donar a conèixer el comportament d'un sistema amb la precisió requerida i abans de la seva fabricació.

Disponibilitat

La simulació s'utilitza per a:

• quan sigui necessari modificar sistemes existents o estudiar nous sistemes en l'etapa de disseny.
• obtenir informació abans de dur a terme una acció concreta, és a dir, com a política d'assegurances.
• per a tenir alguna mesura de possibles conseqüències de les decisions.

És necessari tenir en compte que aquesta tècnica no té capacitat d'optimització, però redirigeix a l'usuari a la millor solució.

La simulació per ordinador s'analitza en llenguatges informàtics específics com:

GPSS -ACSL -ESLAM -SIMAN-SIMSCRIPT

També s'utilitzen llenguatges d'alt nivell com FORTRAN.

El camp d'aplicació de les tècniques de simulació és ampli:

• control de processos
• anàlisis financeres
• estudis de mercat
• ...

No obstant això, cal destacar la seva importància en el camp de la fabricació.

WHAT IF ... " (Què passa ... doncs? la secció d'anàlisi permetrà analitzar a cada moment els diferents paràmetres presents en un complex entorn de fabricació.

Les aplicacions de la simulació en un procés de fabricació poden ser:

• Avaluar un sistema o un procés encara no implantat, com la creació d'una nova planta, l'expansió d'un procés existent o la remodelació d'una distribució en planta o d'un flux de materials.
• Proporcionar una base permanent i continuada en la presa de decisions diàries en els següents àmbits:
  
  • canvis en les seqüències de fabricació
  • estratègies de programació
  • anàlisi de capacitats
  • canvis de producte, implantació de nous productes.
• Necessitats de personal i equipament.
• Localització i determinació de la grandària dels estocs i dipòsits intermedis.
• Recepció a l'entrada d'un nou producte.
• Identificació d'estrenyiments en producció.
• Disseny de sistemes de transport de materials.
• Anàlisi de capacitat productiva i programes alternatius de producció.
• Incidència d'avaries en els equips.

Dos exemples de simulació.

Simulació en diferents entorns de fabricació

Sobre la base de l'exposat fins al moment, podem dir que: Les tècniques de simulació complementen a les ja existents tant en la planificació de fabricació com en el control de processos.

Si bé a l'entorn de fabricació MRP-II (Manufacturing Resources Planning) es coneixen molt bé els requisits de producció, la probabilitat que la planificació sigui inviable (pot ser que els recursos no siguin els adequats) és elevada. Unint MRP-II amb un paquet de simulació, es permet fer una previsió dels problemes que estan a punt de produir-se. Per exemple:

• retards en la producció per tenir preferències en els recursos.
• incidir en aquelles qüestions que ajudarien a una estratègia efectiva de correcció de retards en els ordres de producció.
• comprovar si hi ha suficient capacitat per a completar certes programacions i si és el moment adequat.

En un entorn de fabricació basat en tecnologia de grup, la simulació pot tenir una gran importància en l'anàlisi del disseny cel·lular. La fabricació automatitzada amb cèl·lules no funcionarà fins que es minimitzi el moviment dels materials i el flux de materials sigui constant. La simulació permetria redissenyar la distribució en planta i agrupar les màquines per producte.

I.T.E. (Just in time) es considerarà com a pèrdua qualsevol activitat que no aporti valor al producte a l'entorn de fabricació. Per tant, i amb l'objectiu de buscar una reducció de pèrdues, la simulació pot utilitzar-se per a compatibilitzar la producció amb la demanda i per tant minimitzar el temps total del procés. Simulant la distribució en planta i configuracions alternatives, però tenint en compte que el procés de fabricació ha de respondre als canvis de la comanda, es pot minimitzar el temps de procés. La simulació pot ser molt important a l'hora d'eliminar les pèrdues, permetent veure on pot produir una inversió.

Paquets de simulació standard

Cada vegada es pot dir més que la simulació és una eina per a la presa de decisions.

Però qualsevol procés de simulació ha de seguir uns passos. Aquests passos són:

• Crear un model que representi la situació real de la forma més senzilla.
• Entre l'activitat dels models d'aproximació per variables que poden o no ser activats i l'activitat real.
• Obtenir els resultats del funcionament del model.
• Modificació de les accions de les variables per a aconseguir diferents funcionaments i resultats.

La simulació per a millorar l'organització del treball en aquest peu gegant ajudaria molt.

L'elaboració d'un model de simulació utilitzant els llenguatges abans esmentats és molt complexa i requereix de personal qualificat. Encara que és bo per a tots, "no sol haver-hi temps" per a aquesta mena d'activitats, ja que la rendibilitat no es pot mesurar immediatament. Si en el mercat apareguessin els denominats “Paquets de Simulació Standard”, el problema quedaria resolt.

Els paquets de simulació standard es basen en un llenguatge de programació general i l'usuari no té coneixements de programació específics. L'usuari pot treballar fàcilment amb aquests programes menús, finestres, etc. utilitzant. No obstant això, la seva limitació és que si bé la seva aplicació en la simulació del procés de fabricació discreta és molt senzilla, no ocorre el mateix en els processos continus de fabricació.

El desenvolupament que s'adapti al procés que es desitja simular és senzill i ràpid i permetrà obtenir resultats ràpids.

Un aspecte molt útil d'aquesta mena de programes és la representació gràfica dels processos. Això permet seguir diferents parts de la simulació, canviant colors i gràfics. Les estretors de producció són immediates ja que algun element del procés es bloqueja.

Per a simular el funcionament d'un procés s'han de seguir els següents passos:

• Recopilació de les dades més significatives del taller
  
  • Maquinària: característiques, temps de procés, avaries.
  • Dipòsits: matèries primeres, estocs intermedis, productes acabats, facultats, normes de gestió.
  • Productes: tipus, fases.
  • Transport: elements, sistemes existents.
  • Fabricació: programes de producció, plans de procés.
• Modelització del procés de fabricació. En ell es presenten tots els elements definits en l'apartat a) i les seves relacions.
  
  • Distribució de màquines
  • Localització d'estocs
  • Trajectòria dels elements de transport
  • Flux de materials
• Execució del model, modificant les condicions inicials del sistema o les normes de funcionament.
• Anàlisi i explotació de resultats. Comparar els resultats generats amb els desitjats i realitzar els canvis necessaris en el model fins a arribar al punt de funcionament més adequat.

L'estructura de la metodologia es resumeix en el següent quadre:

La utilitat del model es reflecteix en la mena de respostes que proporciona el programa. En general, s'obtenen uns informes standard en els quals, sobretot, hi ha percentatges i quantitats. Els informes es generen automàticament després d'un temps fixat. Existeix la possibilitat d'interrompre l'execució de l'evolució dels diferents paràmetres.

Els tipus de resultats obtinguts són els següents:

• Utilització de recursos:
  
  • % en ocupació
  • % en preparació màquina
  • % en parades per manteniment
  • % en parades per avaria
  • núm. peces fabricades en cada màquina
• Utilització d'elements de transport:
  
  • nombre de viatges realitzats
  • % ocupació transportistes
• Utilització de dipòsits i espera de torn:
  
  • capacitat de dipòsit
  • nombre màxim de peces que es poden emmagatzemar
  • temps mitjà d'espera de torn de productes
• Distribució temporal:
  
  • temps de procés màxims, mínims i intermedis
  • temps de cada operació
• Matèries primeres consumides

Comentaris finals

La simulació és una tècnica cada vegada més utilitzada a Euskal Herria. Les empreses d'aquí, cada vegada més competitives, es veuen obligades a millorar la seva productivitat.

DATALDE S. a. és una societat dedicada a l'organització d'empreses i les seves produccions. DATALDE utilitza per als seus treballs un producte comercial especial. Per a obtenir més informació, els interessats han de dirigir-se directament a DATALDE.