Ανάλυση και σχεδιασμός ενός απλού παραγωγικού συστήματος με στοχαστικές ροές εισροών επεξεργασίας και εκροών
Η ανάλυση συστημάτων παραγωγής ή υπηρεσιών είναι ένας συστηματικός τρόπος περιγραφής της συμπεριφοράς των συστημάτων παραγωγής / υπηρεσιών. Κατανοώντας αυτή οι διευθύνοντες και οι μηχανικοί μπορούν να αναγνωρίζουν τις ευκαιρίες βελτίωσης που υπάρχουν ή και να βελτιώνουν ήδη υπάρχοντα συστήματα. Στ...
Αποθηκεύτηκε σε:
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | el_GR |
| Δημοσίευση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/11610/19981 |
| Ετικέτες: |
Προσθήκη ετικέτας
Δεν υπάρχουν, Καταχωρήστε ετικέτα πρώτοι!
|
| Περίληψη: | Η ανάλυση συστημάτων παραγωγής ή υπηρεσιών είναι ένας συστηματικός τρόπος περιγραφής της συμπεριφοράς των συστημάτων παραγωγής / υπηρεσιών. Κατανοώντας αυτή οι διευθύνοντες και οι μηχανικοί μπορούν να αναγνωρίζουν τις ευκαιρίες βελτίωσης που υπάρχουν ή και να βελτιώνουν ήδη υπάρχοντα συστήματα.
Στην συγκεκριμένη εργασία αντικείμενο εξέτασης και ανάλυσης είναι ένα σύστημα παραγωγής-αποθεμάτων (production - inventory system), το οποίο αποτελείται από ένα κέντρο παραγωγής-διανομής το οποίο τροφοδοτείται από το εξωτερικό περιβάλλον με ημιέτοιμα προϊόντα τα οποία μετά την ολοκλήρωση της επεξεργασίας τα προωθεί ως ολοκληρωμένα προϊόντα στο εξωτερικό περιβάλλον για την κάλυψη της εξωτερικής ζήτησης. Οι χρόνοι άφιξης των ημιτελών προϊόντων είναι τυχαίοι και χαρακτηρίζονται από μία Poisson κατανομή με ρυθμό λ1 . Εκατέρωθεν του κέντρου παραγωγής υπάρχουν δύο χώροι προσωρινής αποθήκευσης (buffers B1 & B2)
O προσωρινός χώρος αποθήκευσης Β1 χρησιμεύει ως χώρος αναμονής των αφικνούμενων από το περιβάλλον ημιτελών προϊόντων μειώνοντας την πιθανότητα αδράνειας του κέντρου παραγωγής λόγω έλλειψης προϊόντος προς επεξεργασία (starving) και αυξάνοντας την πιθανότητα εισόδου στο σύστημα (το λ1 effective). Σε περίπτωση που ένα αφικνούμενο ημιτελές προϊόν βρει το κέντρο παραγωγής απασχολημένο και ταυτόχρονα το Β1 πλήρες τότε δεν εισέρχεται στο σύστημα (χάνεται). Το κέντρο παραγωγής τροφοδοτεί ένα δεύτερο χώρο αποθήκευσης Β2 στον οποίο αποθηκεύονται τα έτοιμα-ολοκληρωμένα προϊόντα. Ο χώρος αποθήκευσης Β2 μειώνει την πιθανότητα μπλοκαρίσματος του κέντρου παραγωγής και αυξάνει την πιθανότητα κάλυψης της εξωτερικής ζήτησης (το λ1 effective). Σε περίπτωση εκδήλωσης εξωτερικής ζήτησης ενώ το Β2 είναι άδειο τότε η ζήτηση χάνεται (lost sales system) Και οι δύο χώροι προσωρινής αποθήκευσης έχουν πεπερασμένες χωρητικότητες Β1 και Β2 αντίστοιχα. Το κέντρο παραγωγής-διανομής αποτελείται από έναν αξιόπιστο εξυπηρετητή (reliable server). Ο χρόνος εξυπηρέτησης ενός προϊόντος στο κέντρο παραγωγής είναι τυχαία μεταβλητή εκθετικά κατανεμημένη με μέσο ρυθμό μ. Το απόθεμα των ετοίμων προϊόντων στον αποθηκευτικό χώρο Β2 ικανοποιεί την ζήτηση των πελατών που χαρακτηρίζονται από μία pure Poisson κατανομή με ρυθμό λ2.
Το παραπάνω σύστημα παραγωγής-αποθεμάτων λόγω του γεγονότος ότι οι χρόνοι άφιξης, εξυπηρέτησης και ζήτησης είναι εκθετικοί μοντελοποιείται ως Μαρκοβιανή στοχαστική διαδικασία συνεχούς χρόνου και διακριτών καταστάσεων. Δημιουργείται στο MatLab ένας υπολογιστικός (evaluative) αλγόριθμος ο οποίος υπολογίζει: α) το σύνολο των καταστάσεων του συστήματος, β) τον πίνακα μετάβασης, γ) τις στάσιμες πιθανότητες και δ) τα μέτρα απόδοσης, για οποιοδήποτε συνδυασμό των παραμέτρων Β1, Β2,μ,λ1,και λ2. Μέσω του αλγορίθμου χρησιμοποιείται είναι δυνατόν να εξεταστεί η επίδραση κάθε ελέγξιμης ή μη παραμέτρου ή και συνδυασμού των στα μέτρα απόδοσης του συστήματος. Ο προτεινόμενος αλγόριθμος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως γενετικό μοντέλο (generative model) για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του συστήματος, δηλαδή για τη διερεύνηση του πιο αποτελεσματικού συνδυασμού για τις παραμέτρους ,Β_1 και Β_2, ο οποίος μεγιστοποιεί το βαθμό κάλυψης της εξωτερικής ζήτησης και το ρυθμό παραγωγής ή/και ελαχιστοποιεί το μέσο απόθεμα στο σύστημα δεδομένων κάποιων περιορισμών.
Ο αλγόριθμος χρησιμοποιήθηκε για να προσδιοριστεί η επίδραση των ελέγξιμων μεταβλητών του συστήματος (των χωρητικοτήτων των αποθηκευτικών χώρων εκατέρωθεν του σταθμού εργασίας) για διαφορετικά είδη συστημάτων
Σε ισόρροπο σύστημα όπου ο ρυθμός παραγωγής είναι ίσος του ρυθμού ζήτησης (balanced),
Σε σύστημα όπου ο ρυθμός παραγωγής υστερεί έναντι του ρυθμού ζήτησης (supply constrained) και
Σε σύστημα όπου ο ρυθμός παραγωγής υπερτερεί έναντι του ρυθμού ζήτησης (demand constrained)
σε συγκεκριμένα μέτρα απόδοσης του συστήματος όπως: μέσο απόθεμα σε εξέλιξη (Work in Process, WIP), βαθμός χρησιμοποίησης (utilization) και βαθμός μπλοκαρίσματος του σταθμού εργασίας (work station blocking) και βαθμός εξυπηρέτησης του συστήματος (customer service level). Από τη χρήση του μοντέλου προέκυψαν τα εξής συμπεράσματα.
Σχετικά με το Wip in Process ή Wip total
Η επίδραση των αποθηκευτικών χώρων Β1 και Β2 έχουν θετική συσχέτιση. Είναι σημαντικότερη η επίδραση του Β1 στη διαμόρφωση του Wip total έναντι του Β2 τόσο στα balanced όσο και στα supply constrained συστήματα.
Σχετικά με το βαθμός μπλοκαρίσματος του σταθμού εργασίας
Η επίδραση των αποθηκευτικών χώρων Β1 και Β2 έχουν θετική και αρνητική συσχέτιση αντίστοιχα στο blocking του σταθμού εργασίας. Ισοδύναμα η αύξηση της χωρητικότητας του Β1 αυξάνει το blocking (μειώνει το utilization) του σταθμού εργασίας ενώ η αύξηση της χωρητικότητας του Β2 λειτουργεί στην αντίθετη κατεύθυνση. Οι επιδράσεις είναι πιο έντονες όσο προχωράμε από τα balanced συστήματα σε demand constrained και supply constrained συστήματα.
Σχετικά με το βαθμός εξυπηρέτησης του σταθμού εργασίας
Η επίδραση των αποθηκευτικών χώρων Β1 και Β2 έχουν θετική και συσχέτιση στο utilization του σταθμού εργασίας. Στα balanced συστήματα η επίδραση των Β1 και Β2 είναι ισοδύναμη. Στα demand constrained συστήματα η επίδραση του Β2 είναι εντονότερη στην αύξηση του utilization ενώ στα supply constrained συστήματα η επίδραση του Β1 είναι εντονότερη στην αύξηση του utilization έναντι του Β2.
Σχετικά με τον πραγματικό ρυθμό εισροής στο σύστημα (ισοδύναμα με το μέσο ρυθμό εξυπηρέτησης)
Η επίδραση των αποθηκευτικών χώρων Β1 και Β2 έχουν θετική και συσχέτιση στον πραγματικό ρυθμό εισροής στο σύστημα (λ1 effective) Στα balanced συστήματα η επίδραση των Β1 και Β2 είναι ισοδύναμη (o πίνακας αποτελεσμάτων είναι συμμετρικός). Στα demand constrained συστήματα η επίδραση του Β2 είναι εντονότερη στην αύξηση του λ1 effective ενώ στα supply constrained συστήματα η επίδραση του Β1 είναι εντονότερη στην αύξηση του λ1 effective έναντι του Β2 |
|---|