Flödessimulering av Body In White : Optimering av produktionssekvensen och identifiering av flaskhalsar vid Volvokoncernens hyttfabrik i Umeå

In this study, a discrete event model was created and used in combination with an optimization method to find the optimal production sequence at Volvo Group’s cab plant in Umeå. The optimization was performed with a heuristic approach combined with a genetic search algorithm. The result provides an optimized production sequence with an increased production performance. Potential improvements in the production flow were identified to significantly increase the throughput. Volvo Group Trucks Operations plant in Umeå is a part of Volvo Group AB and is one of the world’s largest manufacturers of heavy duty trucks. The plant in Umeå produces cab bodies and consists of Stamping and Part production, Body In White and the Paint Shop. As of today, the plant produces about XXX produced cabs per week with the goal to achieve the invested capacity of 1666 produced cabs per week. The production is structured with a daily scheduling of the cab production. Today cabs are produced in the same sequence as the orders are received. There has been an investigation regarding the production capacity in the past but further investigation was required due to insufficient data available at the time. Volvo wants to investigate the potential improvements in the BIW unit, increase the production rate and reach the level of invested capacity. Therefore, this project was introduced which led to the following problem definition: “What is the optimal production sequence in the BIW unit?” To further find potential improvements, a secondary problem definition got formulated: “How would the production sequence be affected if the current biggest bottleneck were removed?” The objective was achieved with Discrete Event Simulation, where heuristic based sequences were optimized in a genetic search algorithm. This resulted in identified sequence patterns, which were used to improve the production sequence. When analyzing the model, the floor subflow was identified as the biggest bottleneck in the production. A general suggestion would be to avoid large batches due to significant risk of limiting the throughput. Results suggest that sequences should be in cycles of 3FH-1FM with segments of batches as long as the floor buffer does not run out of parts. This resulted in a potential increased throughput of 3.2-3.7% for the Body In White. If the biggest bottleneck were to be removed, there would be a potential production increase by roughly 10% compared to the production today.I den här studien skapades en diskret händelsestyrd modell som användes i kombination med en optimeringsmetod för att ta reda på den optimala produktionssekvensen i Volvokoncernens hyttfabrik i Umeå. Optimeringen utfördes genom heuristiker i kombination med en genetisk sökalgoritm. Detta resulterade i en optimerad produktionssekvens med en ökad takt gentemot dagsläget. Potentiella förbättringar i produktionsflödet kunde identifieras för att signifikant öka genomströmningen av hytter. Volvo Group Trucks Operations hyttfabrik i Umeå är en del av Volvo Group AB och är en världsledande tillverkare av tunga lastbilar. Fabriken i Umeå tillverkar lastbilshytter med plåtbearbetning, presshall, sammansättning och måleri. I dagsläget producerar fabriken ungefär XXX hytter i veckan med målsättningen att komma upp i den investerade kapaciteten: 1666 producerade hytter i veckan. Produktionen är upplagd med planering av hyttproduktion på daglig basis. Idag produceras hytterna inte i någon specifik sekvens utan produceras enligt samma ordning som ingående orderkö. En studie kring produktionskapaciteten har tidigare utförts, dock finns behovet av ytterligare undersökning då tillgängligheten av väsentlig data för att kunna utföra studien varit begränsad vid tidigare skeden. Av den anledningen vill Volvo utföra en undersökning för att hitta potentiella förbättringar i BIW enheten, för att således uppnå den investerade kapaciteten. Därav introducerades detta projekt med följande problemdefinition: “Vad är den optimala produktionssekvensen i BIW enheten?” För att hitta ytterligare förbättringar, så formulerades en sekundär problemdefinition: “Hur skulle produktionssekvensen påverkas om den största flaskhalsen eliminerades?” Målet nåddes med diskret händelsestyrd simulering, där optimering utfördes genom heuristiskt baserade sekvenser tillsammans med en genetisk sökalgoritm. Identifierade mönster användes sedan för att förbättra produktionssekvensen. Vid analysering av modellen identifierades floor-flödet som den största flaskhalsen i produktionen. Ett generellt förslag är att undvika stora batcher då detta innebär en signifikant risk att begränsa genomströmningen av hytter. Resultatet indikerar att sekvenser bör bestå av cykler om 3FH-1FM, med segment av batcher så länge floor-buffrarna inte är tomma. Detta resulterade i en potentiellt ökad genomströmning med 3,2-3,7% per vecka för BIW enheten. Om den största flaskhalsen i floor-flödet skulle elimineras så kan produktionen potentiellt öka med 10% jämfört mot dagens produktionstakt