Siemens Plant Simulation je nástroj pre tvorbu digitálnych modelov, na základe ktorých dokážeme vytvárať simulácie. Sila simulačného experimentovania je v tom, že dokáže vytvárať scenáre budúceho stavu ešte v čase samotného plánovania. Možnosť využívať rozsiahle analytické nástroje ako štatistiky, grafy a diagramy sú príčinou toho, že výstupom sú vždy merateľné a podložené výsledky. Takto získané výsledky nám poskytnú informácie potrebné pre rýchle a správne rozhodnutia ešte v ranných fázach plánovania a skracujú nábeh výroby. Plant Simulation dokáže vytvárať simulácie pripravovaných, ale aj fungujúcich procesov. Vytvorené simulácie nadobúdajú reálne hodnoty, za pomoci ktorých môže užívateľ experimentovať bez zásahu do výroby.

Analýza výrobného toku
Predmetom analýzy je výrobný tok v rámci výroby ložiskových skríň (Obr. 1). Ložiskové komory sú nosnou časťou hlavných pojazdných ložísk na podvozku vagónov so zaťažením nápravy do 25t.

Tab. 1: Postupový diagram výrobného postupu

V tabuľke (Tab. 1) je popísaný postupový diagram výroby daného výrobku. Postupový diagram je chápaný ako základný prvok grafickej metódy, ktorý sa spracováva na základe podkladov výrobných plánov a technologických postupov. Pomocou neho sa prehľadne znázorňuje materiálový tok vo výrobnom procese alebo len nejaká jeho časť. Pre ľahké popisovanie sa používajú rôzne symboly a značky. (Obr. 2)

Obr. 2: Popis symbolov v postupovom grafe

Vyhotovuje sa na predtlačených formulároch, ktoré obsahujú aj uvedené symboly jednotlivých činností. Jednotlivé druhy činností označené príslušnými symbolmi sa pospájajú úsečkami, čím vznikne diagram, ktorý vyjadruje štruktúru druhov činností výrobného postupu.

Obr. 3: 2D model výroby ložiskových skríň v Plant Simulation

Zohľadnením informácií o výrobnom procese popísaných v Tab. 1 bol vytvorený model výroby ložiskových skríň v 2D podobe (Obr. 3) a v 3D podobe (Obr. 4).

Obr. 4: 3D model výroby ložiskových skríň v Plant Simulation

Návrh a implementácia riešenia zvolenej problematiky
Pri porovnaní sme zistili, že množstvo obrobených ložiskových skríň sa zdržiavalo pri povrchovej úprave kvôli nedostatočnému priestoru na schnutie, čo je operácia, ktorá nasleduje po povrchovej úprave. Po rozšírení priestoru, ktorý je určený na schnutie, súčiastky na túto operáciu čakajú vo vyššom počte. Následne boli upravené časové údaje v simulácií, doplnený priestor na schnutie, čím sa znížili prestoje, ktoré nám vznikali pri povrchovej úprave.
Na Obr. 5 je možné vidieť 2D model výrobného procesu ložiskových skríň po zavedenej zmene v priestoroch výrobnej haly s názvom „povrchová úprava“ a na Obr. 6 je 3D model navrhovanej úpravy.

Obr. 5: 2D model výroby ložiskových skríň v Plant Simulation po zmene

Obr. 6: 3D model výroby ložiskových skríň v Plant SimuDlation po zmene

Vyhodnotením výsledkov simulácie sme dospeli k záveru, že po zavedení vyššie popisovaných zmien sme dosiahli zvýšenie plynulosti a prehľadnosti výroby, zníženie nákladov eliminovaním prestojov.

Záver
Tecnomatix Plant Simulation je komplexný nástroj pre simuláciu výrobných a logistických systémov, ktorý obsahuje veľké množstvo špecializovaných modulov, medzi ktoré patria:
• simulácia výrobných a montážnych procesov,
• simulácie logistických tokov,
• simulácia potreby ľudských zdrojov,
• 3D počítačová simulácia,
• využívanie optimalizácie pomocou genetických algoritmov a ďalšie.
Pre naše potreby bol vytvorený zjednodušený model simulácie výroby ložiskových skríň so zohľadnením aktuálnych údajov z postupového diagramu a následne bol testovaný vplyv navrhovanej zmeny vo výrobnom procese na sledované parametre.

Tento príspevok bol vypracovaný v rámci realizácie projektov: APVV-17-0258 Aplikácia prvkov digitálneho inžinierstva pri inovácii a optimalizácii produkčných tokov. APVV-19-0418 Inteligentné riešenia pre zvýšenie inovačnej schopnosti podnikov v procese ich transformácie na inteligentné podniky. VEGA 1/0438/20 Interakcia digitálnych technológií za účelom podpory softvérovej a hardvérovej komunikácie pokročilej platformy systému výroby. KEGA 001TUKE-4/2020 Modernizácia výučby priemyselného inžinierstva za účelom rozvoja zručností existujúceho vzdelávacieho programu v špecializovanom laboratóriu. VEGA 1/0508/22 Inovatívne a digitálne technológie vo výrobných a logistických procesoch a systémoch.

Autori: Ing. Jana Kronová, PhD., prof. Ing. Peter Trebuňa, PhD., doc. Ing. Miriam Pekarčíková, PhD Ing. Michal Dic, Ing. Tomaš Švantner, Technická univerzita v Košiciach, Strojnícka fakulta, Ústav manažmentu, priemyselného a digitálneho inžinierstva, Košice

Literatúra:
1. EDL, M.; LERHER, T.; ROSI, B.: Energy efficiency model for the mini-load automated storage and retrieval systems. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2013, č. 2013, s. 1 - 19. ISSN: 0268-3768
2. FILO, M. – LUKÁČ, M.: Modelovanie a simulácia mechanizmov s počítačovou podporou. Žilina: Žilinská univerzita, 2005. 216s. ISBN: 80-807-0466-X
3. STRAKA, M., LENORT, R., KHOURI, S., FELIKS, J.: Design of large-scale logistics systems using computer simulation hierarchic structure, International Journal of Simulation Modelling, Vol. 17, No. 1, pp. 105-118, (2018)
4. Tecnomatix Plant Simulation step-by-step help – Copyright © 2011 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc.
5. TREBUŇA. P. a kol.: Modelovanie v priemyselnom inžinierstve, TU v Košiciach, 2015, ISBN 978-80-553-1953-7