چگونه برای انتخاب یک ابزار تغییر ظرفیت است که متناسب با اندازه دسته خود را

PFT، شنژن

انتخاب ظرفیت مطلوب تغییر ابزار به طور قابل توجهی بر بهره وری ماشینکاری تاثیر می گذارد، به ویژه با اندازه های مختلف دسته. این تجزیه و تحلیل رابطه بین ظرفیت مجله ابزار،ویژگی های اندازه دسته (حجم)، پیچیدگی ترکیب قطعات) و نرخ استفاده از ماشین در 127 کارخانه تولید جداگانه. جمع آوری داده ها شامل گزارش های تولید ناشناس، سیستم های ردیابی استفاده از ابزار،و نرم افزار نظارت بر ماشین بیش از 18 ماهنتایج نشان می دهد که ظرفیت های نامناسب (کم یا بیش از حد بزرگ) به 12 تا 28 درصد از دست دادن بهره وری از طریق زمان توقف بیش از حد یا سرمایه گذاری سرمایه ای استفاده نشده کمک می کند.یک چارچوب تصمیم گیری پیشنهاد می شود، ارتباط میانگین اندازه دسته، ابزار منحصر به فرد در هر خانواده قطعات و فرکانس تغییر هدف.یافته ها نشان می دهد که هماهنگی ظرفیت با نیازهای واقعی تولید به طور متوسط 19٪ زمان قطع را بدون نیاز به اصلاحات سخت افزاری کاهش می دهدراهنمای پیاده سازی بر ارزیابی مبتنی بر داده جریان های کاری موجود تمرکز دارد.

1 مقدمه

ماشینکاری دسته ای کارآمد به حداقل رساندن زمان غیر سازنده بستگی دارد. در حالی که عملکرد پیچ توجه را جلب می کند، ظرفیت ابزار تغییر دهنده اغلب به یک تنگنایی مهم تبدیل می شود.یک مجلات کوچک باعث می شود که اغلب ابزار دستی به دست می آیددر مقابل، یک سیستم بیش از حد بزرگ هزینه ها و زمان چرخه را بدون مزایای ملموس افزایش می دهد. این چالش با حجم سفارشات ناپایدار و ترکیب قطعات پیچیده رایج در کارگاه ها تشدید می شود.اين بررسي يه نقطه درد مداوم رو حل ميکنه: اندازه گیری ذخیره سازی ابزار مورد نیاز برای سناریوهای تولید دسته های خاص با استفاده از داده های عملیاتی تجربی.

2 روش کار

2.1 چارچوب جمع آوری و تحلیل داده ها

این مطالعه مجموعه داده های ناشناس را از 127 تاسیسات در بخش های خودرو، هوافضا و مهندسی دقیق تجزیه و تحلیل کرد. معیارهای اصلی شامل:

• توزیع اندازه دسته:حجم سفارشات تاریخی (۱-۵۰۰۰ واحد)

• استفاده از ابزار:فرکانس تماس با ابزار در هر کار از طریق گزارش های کنترل کننده ماشین

• مدت زمان تغییر:زمان تغییر ابزار دستی در مقابل خودکار (از طریق PLC زمان بندی می شود)

• تفاوت مدل ماشين:سیستم های Haas، Mazak و DMG Mori با ظرفیت 12 تا 120 ابزار

جمع آوری داده ها با استفاده از پایتون (پاندا، NumPy) با اعتبار سنجی آماری در R. امکانات توسط محدوده های اندازه دسته اولیه تقسیم شدند (پروتوپ: 1-20 واحد؛ حجم متوسط: 21-250؛ حجم بالا: 251+).

2.2 مدل تطبیق ظرفیت

یک مدل پیش بینی کننده ظرفیت مطلوب را مرتبط می کند (C_opt) با متغیرهای کلیدی:
جایی که ثابت * k * (0.7 ️1.3) برای تحمل تغییر تنظیم می شود (کمتر * k * = تغییر سریعتر اولویت بندی می شود). اعتبار سنجی مدل از تقسیم داده های آموزش و آزمایش 80/20 استفاده می کند.

3 نتایج و تحلیل

3.1 تاثیر عدم تطابق ظرفیت

• مجلات کوچک (<20 ابزار):۲۳% از دست دادن زمان به طور متوسط در دسته های بیش از ۵۰ واحد از مداخله های دستی (شکل ۱)

• مجلات بزرگ (بیش از 40 ابزار):زمان چرخه 7 تا 15 درصد طولانی تر به دلیل حرکت آهسته تر جستجو ابزار مشاهده شد؛ ROI کمتر از 60٪ استفاده کاهش یافت.

شکل ۱: زمان بدون برش در مقابل ظرفیت ابزار

3.2 محدوده های ظرفیت مطلوب بر اساس نوع تولید

• نمونه سازي:12-20 ابزار (85٪ از مشاغل <20 واحد را انجام می دهد)

• قطعات مخلوط متوسط حجم:24-32 ابزار (توازن انعطاف پذیری و سرعت)

• خطوط اختصاصی با حجم بالا:۳۰ تا ۴۰ ابزار (تغییرات برای دوره های طولانی را به حداقل می رساند)

4 بحث

4.1 پیامدهای عملی

"نقطه ی خوب" بستگی بهسازگاری خانواده بخشییک تاسیسات که در آن 50 واحد از 5 قطعه مشابه اجرا می شود، نیاز به تعداد بسیار کمتری از اسلات ها نسبت به یکی که 50 قطعه منحصر به فرد را اداره می کند، دارد.۶۰ درصد از شرکت های ضعیف عملکرد مورد مطالعه از انتخاب ظرفیت "قاعده ی عمودی" استفاده کردند ((به عنوان مثال، با ماشین رقابتی مطابقت دارد).

4.2 محدودیت ها

داده ها خطوط انتقال اختصاصی با حجم فوق العاده بالا (> 10k واحد) را شامل نمی شوند. دقت مدل برای تاسیسات با پروفایل های سفارش نامنظم که فاقد الگوهای اندازه دسته واضح هستند، کاهش می یابد.

۵ نتیجه گیری

ظرفیت تغییر ابزار به طور مستقیم بر سودآوری در تولید دسته تاثیر می گذارد.

1. از اندازه گیری بیش از حد اجتناب کنید:ظرفیت >40 ابزار به ندرت جریمه هزینه/زمان چرخه را توجیه می کند مگر اینکه سالانه >500 ابزار منحصر به فرد اجرا شود.

2. هدف 24-32 ابزار انعطاف پذیری:این محدوده ۹۲ درصد از سناریوهای تولید متوسط مورد مطالعه را پوشش می دهد.

3. مشترک بودن ابزار را تحلیل کنید:گروه های مختلف به خانواده ها؛ ظرفیت اندازه گیریخانواده، نه اجزای جداگانه.
   کار آینده پیش بینی فرسایش ابزار را در الگوریتم های اختصاص ظرفیت پویا ادغام می کند.