Upload
chacha
View
53
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Toimitusketjujen suunnittelu ja skedulointi. Luku 8 Ilmari Kuikka. Aiheet. Erilaiset toimitusketjut Toimitusketjujen osat Eri aikaskaalat Toimitusketjujen optimointi. Erilaiset tuotantotyypit. (I) Jatkuva tuotanto Prosessiteollisuus (II) Kappaletavara tuotanto Tavaroiden tuotanto. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Toimitusketjujen suunnittelu ja skedulointi
Luku 8
Ilmari Kuikka
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Aiheet
• Erilaiset toimitusketjut• Toimitusketjujen osat• Eri aikaskaalat• Toimitusketjujen optimointi
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Erilaiset tuotantotyypit
• (I) Jatkuva tuotanto– Prosessiteollisuus
• (II) Kappaletavaratuotanto– Tavaroiden tuotanto
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
(I) Jatkuva tuotanto
• Toiminnot– (I-a) Valmistustoiminto– (I-b) Viimeistely- tai muuntamistoiminto
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
(I-a) Valmistustoiminto jatkuvassa tuotannossa
• Muunnetaan raaka-aineet lopputuotteen vaatimaan muotoon
• Yleensä suuria koneita– Toimivat kellon ympäri– Suuret käynnistys- ja pysäytyskustannukset– Suuret asetuskustannukset
• Optimointitehtävissä syklinen tai sekakokonaisluku lähestymistapa
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
(I-b) Viimeistelytoiminto jatkuvassa tuotannossa
• Muunnetaan valmistustoiminnon tuotteita• Leikataan, taivutetaan tai maalataan
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
(I-b) Viimeistelytoiminto jatkuvassa tuotannossa
• Valmistus tilauksesta – Perustuu asiakkaan eräpäiviin– Järjestysriippuvaiset asetuskustannukset– Yksittäisen- tai rinnakkaisten koneiden
skedulointitehtävä• Valmistus varastoon
– Varastonhallintatehtävä, s-S tai Q-R• Voi olla yhdistelmä näistä
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
(I) Jatkuva tuotanto
• Esimerkki paperin valmistus– (I-a) Valmistustoiminto
• Paperin valmistus paperikoneella
– (I-b) Viimeistelytoiminto• Paperin leikkaus tilauksia vastaaviin kokoihin
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
(II) Kappaletavaratuotanto
• (II-a) Perus muuntotoiminto• (II-b) Valmistustoiminto• (II-c) Kokoonpanotoiminto
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
(II-a) Perus muuntotoiminto kappaletavara uotannossa
• Muokataan laitokseen sisään tulevia raaka-aineita prosessin tarvitsemaan muotoon
• Vastaava, kuin (I-b) Viimeistelytoiminto jatkuvassa tuotannossa
• Optimointiongelmat vastaavia kuin (I-b), mutta ne voivat olla sidottuja tuotannon muihin toimintoihin
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
(II-b) Valmistustoiminto kappaletavaratuotannossa
• Tuoteaihiot kulkevat useiden koneiden läpi, ja niille tehdään erilaisia toimintoja
• Koneita voi olla paljon erilaisia ja niissä on kiinni paljon pääomaa
• Erilaiset tuotteet kulkevat koneiden läpi eri järjestyksissä
• Valmistetaan tilauksesta
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
(II-c) Kokoonpanotoiminto kappaletavaratuotannossa
• Kootaan tuotteet erilaisista osista• Kokoonpanolaitoksessa osille ei juurikaan
tehdä muutoksia, voidaan esimerkiksi maalata
• Materiaalinhallintajärjestelmät ja kokoonpanorobotit, ei varsinaisia koneita
• Kokoonpanolinjoja, tuotantosoluja (workcell) tai niiden yhdistelmiä
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
(II-c) Kokoonpanotoiminto kappaletavaratuotannossa
• Työsolut eivät tyypillisesti tarvitse töiden järjestelyä, mutta niihin vaikuttaa työntekijäöiden oppimiskäyrät
• Kokoonpanolinjoilla työt on järjestelty ryhmittely- ja jaotteluheuristiikalla ottaen huomioon lähetyspäivät
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
(II) Kappaletavaratuotanto
• Esimerkki piirilevyjen valmistus– (II-a) Perus muuntotoiminto
• Leikataan epoksilevyistä oikean kokoisia kortteja
– (II-b) Valmistustoiminto• Piirretään ja syövytetään piirilevyt
– (II-c) Kokoonpanotoiminto• Kiinnitetään komponentit piirilevyille
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Lisätoiminnot
• Jatkuvassa tuotannossa– Raaka-aineiden keräystoiminto– Jakeluvaihe viimeistelyn jälkeen
• Kappaletavaratuotannossa– Raaka-aineiden keräystoiminto, voi olla (I-b)– Jakelu
• Molemmissa tuotantotyypeissä voi olla useita laitoksia jokaisessa toimintovaiheessa
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Parametrit ja tuntomerkit
• (i) Suunnitteluhorisontti• (ii) ”Kellotaajuus” (clock-speed)• (iii) Tuotteiden erilaistamisen taso
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Sektorien piirteet
Sektori Prosessi Suunnittelu- Kellotaajuus Tuotteiden
horisontti erilaistaminen
(I-a) suunnittelu pitkä-medium low erittäin matala
(I-b) suunnittelu/skedulointi medium/lyhyt medium/korkea medium/matala
(II-a) suunnittelu/skedulointi medium/lyhyt medium erittäin matala
(II-b) suunnittelu/skedulointi medium/lyhyt medium medium/matala
(II-c) skedulointi lyhyt korkea korkea
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Mallityypit
• (I-a) Valmistustoiminto jatkuvassa tuotannossa
• Malli: – Tuotantoeränkokomallit– Sykliset aikataulutusmalli
• Ratkaisutekniikka:– Kokonaislukuoptimointi sekamallit
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Sekakokonaislukuoptimointi
• Mixed Integer programming MIP• Osa muuttujista kokonaislukuja • Tuotantomäärät voivat olla niin suuria, että niissä
voidaan käyttää jatkuvia muuttujia• Aikataulumalleissa on yleensä vain
kokonaislukumuuttujia• Jos kokonaislukumuuttujia on tehtävässä vain vähän,
voidaan käyttää hyväksi lineaarista optimointi relaksaatiota
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Kehykset toimitusketjujen suunnittelussa ja skeduloinnissa
• Tavoitteena tuottaa ja kuljettaa valmiit tuotteet kuluttajille ajoissa ja mahdollisimman edullisesti.
• Maailmanlaajuisessa toimitusketjussa kaikkien vaiheiden koordinointi pitää yhdistää samaan kehykseen (framework)
• Aloitetaan laajoista kokonaisuuksista ja pitkästä aikavälistä
• Edetään pienempiin osiin ja lyhyempiin aikaväleihin
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Optimoinnin vaiheet
• Keskipitkä aikaväli– Aika viikkoina tai kuukausina– Tuotantoyksikkönä laitokset– Optimoidaan koko ketjua
• Lyhyt aikaväli– Perustuu keskipitkän aikavälin suunnitelmaan– Aika päivinä tai tunteina– Käsitellään yksittäisiä koneita
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Lyhyen aikavälin suunnittelu
• Huomioidaan– Aidot tilaukset– Yksittäiset tuotteet– Laitoksien sisäinen aikataulutus
• Ratkaisumenetelminä– Lähetyssäännöt (dispatching rule)– Pullonkaulatekniikat– Paikalliset etsintämenetelmät– Kokonaislukuoptimointi
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Suunnitelmien vuorovaikutus
• Keskipitkä aikaväli– Suunnittelu– Tiedot lyhyen aikavälin suunnitelmista
• Lyhyt aikaväli– Skedulointi– Rajoitteet keskipitkän aikavälin suunnitelmista
• Iteratiivinen prosessi
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Optimointitehtävän purkaminen
• Tehtävä voi olla liian laaja ratkaistavaksi sellaisenaan
• Tehtävä voidaan purkaa ajan, laitosten, tuoteperheiden tai maantieteellisten alueiden mukaan
• Osatehtävien ratkaisuista yhdistellään tehtävälle kokonaisratkaisu
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Jatkuvien muuttujien diskretointi
• Jatkuvakin tuotanto voidaan joutua optimoimaan diskreettien yksiköiden mukaan
• Esimerkiksi valmistus tai kuljetussäiliön koko
• Ajan suhteen diskretointi– Aikayksikön pituus riippuu
suunnitteluhorisontista
S ysteemianalyysinLaboratorioTeknillinen korkeakoulu Esitelmä 10 – Ilmari Kuikka
Optimointiopin seminaari - Syksy 2009
Kotitehtävä 10
• Yritys valmistaa lukollisia peltisiä postilaatikoita. Yrityksessä halutaan hallita tuotantoketjua alusta loppuun, tuotantoketju lähtee yhtiön omista rautakaivoksista.
• Muodosta postilaatikoiden tuotantoa kuvaava malli käyttäen esityksen toimintojakoa päättyen tukkuliikkeeseen.