Processimulatie & Optimalisatie door inzet van Plant Simulation

© cards PLM Solutions 2009. All rights reserved.© cards PLM Solutions 2009. All rights reserved. 1

Processimulatie en -optimalisatie door inzet van Plant Simulation

Ing. Ton Aarts – Sales Manager

© cards PLM Solutions 2009. All rights reserved.© cards PLM Solutions 2009. All rights reserved.

Agenda

Introductie cards PLM Solutions

Waarom processimulatie

Toepassingen & voordelen

Plant Simulation software

Klantencases

Projectverloop

Simulatie pilot

2


Feiten cards PLM Solutions

Onderdeel van de cards groep (> 35 werknemers)

Opgericht in 1999 (cards Engineering)

Vanaf 1999 Business Partner van Siemens PLM Software

Channel Partner Gold voor de applicaties: NX, I-Deas, Teamcenter en Tecnomatix

Preferred Business Partner voor Tecnomatix

Focus op software verkoop en dienstverlening

3


Feiten Siemens PLM Software

Onderdeel van de BU Siemens Industry Automation

Wereldwijd 11.000 werknemers, waarvan 4.500 werknemers in R&D (lokaal: Den Bosch, NL & Zaventem, BE)

Nummer 1 op het gebied van PLM en Simulatie

Wereldwijd 5,5 miljoen licenties in gebruik

Omzet 2007: 1,4 Miljard Dollar

25% van omzet wordt gebruikt voor R&D

Strategisch, future-proof roadmaps

4


Siemens PLM Software applicaties

Capturing & sharing product/process

knowledge

Optimize manufacturing for

greater confidence

Transforming product

development

Evolving to 3D for competitive

advantage

Open solutions for standardization & interoperability

5


Specifieke focus en expertise

Tecnomatix (Digital Manufacturing):

Plant Simulation voor procesontwerp- en simulatie

FactoryCAD/FLOW voor lay-out ontwerp

Robotics voor robotica ontwerp en simulatie

Jack voor ergonomie en werkplekinrichting

CAD:

NX voor product ontwerp

PDM:

Teamcenter voor product en proces data management

6


Agenda





Klantencases

Projectverloop

Simulatie pilot

7


Uitgangspunten Processimulatie (1)

Werkelijk of gepland systeem

Simulatie model Experimenten en resultaten

Transparante analyse van dynamische, complexe systemen

Optimalisatie van proces, capaciteit, lay-out en besturing

Intelligente onderbouwing van investeringen

Virtueel procesmodel met echte procesdata

8


Uitgangspunten Processimulatie (2)

Met simulatie kan men (productie en logistieke) processen ontwerpen, optimaliseren en visualiseren.

Dynamische en complexe eigenschappen van een proces zijn expliciet onderdeel van het model (proces tijden, storingen, gedeelde resources etc.).

Focus op materialflow van goederen, resources en informatie (capaciteiten, doorlooptijden, productiviteit, bezettingsgraden, etc.).

Typisch wordt er gekeken naar het lange termijn gedrag van een proces.

9


Productiebedrijven

Logistiek dienstverleners (warehousing, distributie, supply chain management)

Systeemleveranciers en machinebouwers (material handling, productielijnen, etc.)

Zorgsector (patiëntenlogistiek)

Scheepsbouw

Havens & terminals

Luchthavens

Consultancy & engineering bureaus

Typische gebruikers

10


Hoe ontwerp ik een nieuw logistiek systeem?

Aansturing:Wie produceert wat wanneer, pull of push?

Dimensionering:Buffers, machines, aantal operators?

Lay-out: Beste locatie machines, operators, supply-chain?

Procesverloop:Volgorde van processtappen, ontkoppelpunten?

11


Antwoord: met de geijkte ontwerptools

Opties:

1. Experimenten, ervaring met werkelijk systeem, benchmarking

2. Berekeningen

3. Simulatie

12


Optie 1: Experimenten, ervaring met werkelijk systeem, benchmarking

Altijd nodig voor:

Kennis van probleem, proces, structuur, etc.

Input data voor simulatie

Referentie voor betrouwbaarheid resultaten

Beperkingen:

Te kostbaar, lange doorlooptijd

Betrouwbaarheid, herhaalbaarheid

Soms onmogelijk

Vaak lokaal gericht

Te lange of te korte cyclustijd

Gevaarlijk, niet toegestaan

13


Optie 2: Berekenen

Gebruik van wiskundige modellen

Bruikbaar voor eenvoudige systemen

Beperkt tot ‘steady state’ systemen

Directe koppeling input-output parameters

Beperkingen van Excel, etc.

Tijdsafhankelijkheid, interacties

Stochastiek, onzekerheid en dynamiek

Inzichtelijkheid in routering, complexere logica niet mogelijk

Geen visualisatie, beperkt overdraagbaar

14


Optie 3: Processimulatie

Processimulatie met Plant Simulation:

Realistische en betrouwbare resultaten

Complexe en dynamische systemen modelleren

Betere kennis van systeemgedrag

Het doen van experimenten

Evalueren en optimaliseren van scenario’s

Krachtige visualisatie

15


Simulatiemodel

Aansturing:Wie, wat, wanneer, pull of push?

Dimensionering:Buffers, machines, aantal operators?

Lay-out: Beste locatie resources?

Procesverloop:Volgorde proces, ontkoppelpunten?

Input

Lay-out

Producten, vraagpatroon

Routings

Tijddata: set-ups, processing, MTBF, MTTR

Capaciteiten

Planningsregels

Storingen

Output

Efficiency

Bezettinggraden

Wachttijden

Doorlooptijden

Kosten

Baten

Visualisatie 2D/3D

In- en output simulatiemodel

16


Simulatie & proces levenscyclus

Conceptual

design

Detailed

design

Ramp-up Operation Re-design

TIJD

End-of-life

BES

PAR

ING

12

10

8

6

4

2

0

-2

-4

Zonder simulatie Met simulatie

12

3

45

6

Investeringin gedegen

analyse

Betereaansluiting van

capaciteit op behoefte

Snellere start van het proces

Kosten van herontwerp

blijven beperkt

Minder frequente

herontwerpen Langerelevensduur

door grotereflexibiliteit

17


Agenda





Klantencases

Projectverloop

Simulatie pilot

18


Besparing op investeringen > 5-15%

Verlagen aanloopkosten nieuwe systemen > 5-20%

Verhoging productievolumes > 15-20%

Verlaging voorraden en doorlooptijden > 20-60%

Vuistregel: 1 euro geïnvesteerd in simulatie levert u 12 euro op!

Business drivers

19


InvesteringsonderbouwingNut en noodzaak van investeringen in middelenaantonen.

EngineeringOptimum vinden tussen capaciteit, flexibiliteit en kosten van een nieuw/bestaand systeem.

Concept-check*Systeembenaderingen vergelijken, de juisteoplossingsrichting kiezen.

Knelpuntanalyses*Onderzoek naar knelpunten door veranderendeomstandigheden, zoals productmix en klantvraag. Vraagt om optimalisatie van het productieproces.

AcquisitieDesign-tool voor systemen, visualisatie voor de klant, voorkomen van inschattingsfouten.

Demonstratie en training*Illustreren hoe een systeem werkt, kennis van Lean Manufacturing overdragen.

Emulatie Validatie en optimalisatie van PLCs via OPC.

PlanningPeriodieke capaciteitsplanning op basis van eenrealistisch procesmodel.

Toepassingen processimulatie

* Simulatie is complementair met Lean Manufacturing

20


Voordelen van processimulatie

Vroegtijdig detecteren en elimineren van problemen

Risicovrije experimenteeromgeving

Testen en vergelijken van alternatieven (resultatenworden meet-/voorspelbaaar)

Minimaliseren van investeringen

Optimaliseren van de performance

Verhoging van procesinzicht door visualisatie

Ondersteuning van de besluitvorming(communicatiemiddel)

21


Agenda





Klantencases

Projectverloop

Simulatie pilot

22


Plant Simulation voor processimulatie

Plant Simulation

Data analyseModeleren

Proces analyse

Simuleren Visualisatie

Experimenten ontwerp

Optimalisatie

Overige simulatietools

Datafit Generieke modeleringsobjecten 2D, 3D, CAD, FactoryCAD

Statistic wizard, Bottleneck analyzer, Sankey chart, Attribute Explorer, Gantt Wizard

Experiment Manager, Neural Networks, Factor Analysis, Automatic Experiment Generation

Genetic Algorithm, Optimization Wizard, Layout Optimizer, Neural Networks, Sequencing Wizard

Proces Automatisering

PLC testing, OPC server

23


GebruiksgemakWindows standaarden, Drag & drop, Ctrl-C Ctrl-V, hierarisch, modulair

ModeleersnelheidFlexibele modeleerfuncties, overerfelijkheid, krachtigeprogrammeertaal (SimTalk)

ProcesanalyseDrap & drop Bottleneck Analyser, Sankey diagrammen, grafieken/histogrammen

Experimenten Direct, handmatig, Experimenten Manager.

Optimalisatie Genetisch Algortime, Neurale Netwerken, Factor Analyse

Statistiek Beschikbaar per object per uur/dag, gedurende simulatie run

Open architectuur Excel, SQL, ODBC, OPC, ActiveX, etc.

Help functionaliteit Runtime check, commando advies, context help, tool tip

Organisatie & VisieFinancieel sterk, ruim R&D budget, veel productie/logistiekekennis, future-proof, strategisch, inbedding in portfolio

Plant Simulation: Best in class features

24


AutomotiveOEMs

Audi AutovazBMW DaimlerChrysler Honda Mazda Mitsubishi Nissan PSARolls-Royce Suzuki Vauxhall Volkswagen

Toeleveranciers

BoschEBM PapstFaureciaHellaMagnaModineRecticellSKFSt. GobainZF

Machinebouw

ComauDuerrEisenmannHoermannibkKronesKukaNothelferThyssen KruppTMSVoest Alpine

Scheepsbouw

BabkockChantier de l’AtlantiqueFincantieriFlensburger Schiffsbau GesellschaftKockumsKvaerner Warnow Werft Meyer Werft Papenburg Thyssen Nordseewerke

Gebruikers Plant Simulation

25


EngineeringBureaus

DRCEDAGFraunhoferIcarusIndustriePlanung FischerIsilogLife Sciences LogplanPitotechPPIProtema

Luchthavens

DallasDenverFrankfurtMunichSchipol

ProcesIndustrie

BASFBayerCibaHenkelRatiopharmWackerSemiconductor

Logistiek

SSI SchaeferDuerrHoermann psbUPSPPIiSILOGZware

Industrie

CaterpillarFreightlineVolvo TrucksMANIvecoDaimler Chrysler TrucksDAF TrucksMack Trucks

Luchtvaart

AirbusRolls-RoyceMTUBAE SystemsFairchild Dornier

Gebruikers Plant Simulation

Zorgsector

Erasmus MCLUMCVreelandgroepAMCUMCG

26


Agenda





Klantencases

Projectverloop

Simulatie pilot

27


Some simulation customers

http://www.hawe.nl/

http://www.ergodesign.nl/index.htm


DAF Trucks

Uitdagingen

Simulatie van een complexe productielijn

Beoordelen van voorgestelde investeringen

Optimalisatie van seriegroottes en besturingsregels

Aanpak

Plant Simulation software (realistisch en integraal model)

Customized training voor personeel DAF Trucks

Modelleerwerk grotendeels door DAF Trucks

Resultaten

Zeer nauwkeurig en realistisch model van een complexe lijn

Investering in extra productiemachine bleek niet nodig

Uitbreiding van material handling noodzakelijk om manuele taken te verlichten

Sterk verbeterde kennis van het productiesysteem

29


Wärtsilä Propulsion

Uitdagingen

Simulatie van een complex en dynamisch productieproces

Optimale afstemming tussen gieterij en machinefabriek

Verkorting doorlooptijd, inzichtelijk maken van bottlenecks

Aanpak


Customized training voor personeel Wärtsilä

Modelleerwerk door Wärtsilä en cards PLM Solutions

Effect van diverse productie methodes vooraf inzichtelijk maken

Resultaten

Aangetoond welke capaciteitsuitbreidingen zinvol zijn en welke niet

Verlaging onderhanden werk en vergroting van werkkapitaal en flexibiliteit

Bottlenecks inzichtelijk, nu en in de toekomst

Een sterke verbetering van het procesinzicht

30


Maasland Ziekenhuis

Uitdagingen

Inzicht verkrijgen in integrale logistieke kosten t.a.v. leveringsconcepten

Simulatie van intern transporten en bevoorrading

Beoordelen van voorgestelde investeringen

Aanpak


Modelleerwerk door cards PLM Solutions

Simulatie door medewerkers DSV

Resultaten

Realistisch en dynamisch model te gebruiken zonder kennis van Plant Simulation

Simulatie model eenvoudig uitbreidbaar met datasets

Sterke communicatie tool naar management Maaslandziekenhuis

31


Nationaal Lucht en -Ruimtevaart Laboratorium

Uitdagingen

Inzicht verkrijgen interactie tussen land- en luchtzijde processen van luchthavens (resp. omdraaibewegingen)

Impact van verstoringen tijdens omdraaibewegingen op de algehele capaciteit van Schiphol inschatten nu en in de toekomst

Aanpak


Interfacing met TAAM (Total Airport and Airspace Modeller)

Modelleerwerk en simulatiestudie door cards PLM Solutions

Resultaten

Inzicht in verstoringen (frequentie, duur, impact) veroorzaakttijdens omdraaiprocessen op algehele capaciteit van de luchthaven

Breed inzetbaar simulatiemodel, eenvoudig aan te passen voorandere luchthavens

32


UPS Supply Chain Solutions

Uitdagingen

Evalueren van diverse logistieke concepten voor een nieuwe klant (tender)

Kwantificeren en visualiseren van het optimale concept

Aanpak



Resultaten

Het tenderproces is gewonnen dankzij simulatie

Kwantificering van diverse concepten en bijbehorende effecten mogelijk, daardoor adequate klantresponse

Verhoging van de scoringskans tijdens tenders

33


VOS Logistics

Uitdagingen

Optimalisatie van een warehouse operatie (inbound, outbound, order pick, val) noodzakelijk door verandering in gevraagde capaciteit door klant

Aanpak


Simulatiemodel van diverse lay-outs


Resultaten

Verlaging van het aantal opslaglocaties zodat er ruimte is voor een nieuwe klant

Verhoogde efficiency en performance van de dagelijkse operatie

Verbeterde inzicht in de algehele operatie en de toekomstige werking ervan

34


HAWE Systems Europe

Uitdagingen

Simulatie van een complex containersysteem in de verkoopfase

Verificatie van de huidige capaciteit

Aangeven waar de bottlenecks verwacht worden

Aanpak



Resultaten

Vroegtijdig inzicht of de gevraagde capaciteit en voorgestelde layout op elkaar aansluiten

Capaciteit probleem rondom werking van een lift op het totale systeem vroegtijdig aangetoond

Verhoging van de scoringskans van het project door krachtige 3D visualisatie

35

http://www.hawe.nl/


Proctor & Gamble

Uitdagingen

Simulatie van logistieke operaties (warehousing), productie- en verpakkingslijnen

Optimalisaties vroegtijdig testen en doorvoeren

Capaciteiten inzichtelijk maken

Aanpak


Training en support door cards PLM Solutions

Modelleerwerk door Proctor & Gamble

Resultaten

Bottlenecks worden vroegtijdiger gesignaleerd

Opstarttijd voor nieuwe processen worden verlaagd

Investeringen worden geminimaliseerd

36


Suzlon (AE Rotor)

Uitdagingen

Simulatie van nieuwe/bestaande productiefabrieken

Verificatie capaciteiten van resources (mens/machines)

Aangeven waar de bottlenecks verwacht worden

Aanpak



Modelleerwerk door Suzlon

Resultaten

Bottlenecks worden vroegtijdiger gesignaleerd

Opstarttijd voor nieuwe processen is verlaagd

Investeringen kunnen geminimaliseerd worden

37


PSA Hesse-Noord Natie

Uitdagingen

Simulatie van containerterminals

Optimalisatie bezetting resources (havenkranen, trucks, etc.)

Verbetering van besturingsregels

Aanpak



Modelleerwerk door PSA Hesse-Noord Natie

Resultaten

Grootschalige simulaties van containerbewegingen

38


Neste Oil

Uitdagingen

Simulatie van bestaande en toekomstige supply chain

Optimale locatie bepalen van een nieuwe EDC (oneindig veel mogelijke oplossingen)

Aanpak



Modelleerwerk door Neste Oil

Resultaten

Optimale opslaglocaties kunnen nu sneller bepaald worden

Capaciteiten en kosten van de supply chain zijn snel en zeer nauwkeurig te bepalen

Creëren van draagvlak van nieuwe oplossingen door krachtige visualisatie

39


Plakoni

Uitdagingen

Strategische verbreding van dienstverlening

Simulatie van productie/logistieke systemen

Turn-key projecten scoren door verbeterde vooranalyse

Aanpak



Modelleerwerk door Plakoni

Resultaten

Verhoogd draagvlak door visualisatie

Betere afstemming van klantbehoefte op systeemspecificaties en -performance


Fouten vroegtijdig detecteren en voorkomen

40


Vreelandgroep

Uitdagingen

Simulatie van zorgprocessen (patiëntenstromen en resourceplanning)

Procesveranderingen doorvoeren binnen de zorgsector

Aanpak



Modelleerwerk door Vreelandgroep

Resultaten

Verhoogd draagvlak visualisatie van zorgprocessen

Betere afstemming van patiëntbehoefte op zorginrichting

41


Pieterse Terwel Grevink Advies

42

Uitdagingen

Simulatie van dynamische zorgprocessen als input voor huisvestingsvraagstukken

Optimalisatie van procesverloop in zorgcentra: de patient centraal

Aanpak


Bibliotheekbouw, training en support door cards PLM Solutions

Modelleerwerk door Pieterse Terwel Grevink Advies

Resultaten

Modellen met grote nauwkeurigheid, korte modelleertijd

Integrale afstemming tussen procesverloop, capaciteit, layout en aansturing

Verhoogd draagvlak door visualisatie van zorgprocessen


Ergo Design

43

Uitdagingen

Strategische verbreding van dienstverlening

Simulatie van productie/logistieke systemen

Turn-key projecten scoren door verbeterde vooranalyse

Aanpak



Modelleerwerk door Ergo Design

Resultaten

Verhoogd draagvlak door visualisatie

Betere afstemming van klantbehoefte op systeemspecificaties en -performance


Fouten vroegtijdig detecteren en voorkomen

http://www.ergodesign.nl/index.htm


IPA Total Productivity

Uitdagingen

Simulatie van dynamische, manuele assemblageprocessen

Toetsen van typische configuraties met een minimale modelleertijd

Aanpak


Modelleerwerk door cards PLM Solutions

Resultaten

Simulatiemodellen binnen enkele minuten te bouwen

Meerdere alternatieve configuraties tegelijkertijd

Automatische verzameling en visualisatie van resultaten

Systeemcomponenten afzonderlijk parametriseerbaar

44


Agenda





Klantencases

Projectverloop

Simulatie pilot

45


Verloop van een simulatieproject

46


0

10

20

30

Benodigde inzet

47


Valkuilen

1. Vage doelen en scope van een studie

2. Gebrekkige communicatie met klant en stakeholders

3. Te weinig aandacht voor probleemdefinitie procesanalyse

4. Onnauwkeurige specificaties en modelparameters

5. Gebrekkige basiskennis van simulatie en stochastiek

6. Gebrek aan procesdata, kwantiteit en kwaliteit

7. Bandbreedtes/stochastiek vervangen door gemiddeldes

8. Verkeerd detailniveau (meestal teveel)

9. Gebrekkige validatie

10. Inaccurate analyse van resultaten

48


Praktische hints

1. Is simulatie echt nodig? Vaak wel…

2. Investeer in de probleemanalyse

3. Documenteer en communiceer een conceptueel model

4. Begin vroeg met dataverzameling

5. Specificeer elk component van het model

6. Modelleer alle relevante capaciteiten

7. Werk op basis van feiten, vermijd aannames

8. Implementeer details en speciale controls alleen als het echt moet

9. Verkrijg feedback met demonstraties en validatie

10. Documenteer het project van meet af aan

49


Agenda





Klantencases

Projectverloop

Simulatie pilot

50


Activiteiten cards PLM Solutions tijdens simulatie pilot

Levering en implementatie Plant Simulation software

Klantgerichte training

Pilot projecten

On-site simulatie consultancy

Bibliotheekontwikkeling

Simulatie applicaties

R&D werkzaamheden

Helpdesk

51


Voordelen simulatie pilot

Geringe investeringskosten

Laagdrempelig kennismaken met de kracht van simulatie

Tijdelijk beschikken over de Plant Simulation software

Ondersteund bij het creëren van draagvlak

Toepassingsgebied simulatie wordt inzichtelijk

Meerwaarde van simulatie wordt aantoonbaar

52


Ton Aarts – Sales Manager

Website: www.cardsplmsolutions.comEmail: [email protected]

Telefoon: +31-6-53665807

53

Technology

Processimulatie & Optimalisatie door inzet van Plant Simulation