Calculation method for the impact of downtime in series-parallel production systems

I det här arbetet eftersökte Scania IM en metod för att beräkna maskiners påverkan på output för en produktionslina vid driftstörningar. Metoden skulle kunna appliceras på en produktionslina med ett serie-parallellt flöde och arbetet utgick från en utvald lina där man bearbetar cylinderhuvuden. Vid framtagandet av beräkningsmetoden skapades det som i arbetet kallas för påverkansfaktor som tar fram vilken påverkan ett bortfall av en maskin i flödet har på flaskhalsutrustningen, som i sin tur står för den yttersta begränsningen för systemet. På seriella stationer erhålls en påverkansfaktor på 100 % men på stationer med parallell utrustning så finns det en kvarvarande kapacitet vid driftstopp av enstaka maskiner vilket är beroende av hur många maskiner samt vilken utnyttjandegrad de hade i ursprungsläget. Vid framtagandet av beräkningsmetoden togs inspiration från tidigare arbeten inom detta område men anpassades eller förenklades för att möta behoven från underhållsavdelningen. En utveckling av metoden gjordes även för att kunna analysera historiska data där information omproducerad variant saknas och då används ett viktat genomsnitt för påverkansfaktorn. Påverkansfaktorn bortser från buffertars påverkan på systemet men hur de ska inkorporeras undersöktes och därav togs ett förslag fram där kritisk driftstoppstid (critical downtime) används tillsammans med påverkansfaktorn för att ta hänsyn till såväl buffertar som parallell utrustning. Ett verktyg skapades för Scania IM för att underlätta användandet av framtagna beräkningsmetoder. Det som kvarstår efter avslutat arbete är att över tid testa de framtagna metoderna för att undersöka hur väl de överensstämmer med verkligt produktionsutfall. Detta kunde ej genomföras under gällande situation då produktionen ej var i drift enligt normalläge under tidsperioden för arbetet.For this thesis, Scania IM sought a method for calculating the impact of machine downtime on the output of a production line. The method was created to be applied on a production line with a seriesparallel flow and was constructed based on a selected line where cylinder heads are machined. To achieve this a variable called impact factor was created that produces the effect an individual machines downtime has on the bottleneck equipment for the production line, which in turn accounts for the utmost limitation of the system. At serial stations, an impact factor of 100% is obtained, but at stations with parallel equipment, there is a remaining capacity if at least one machine is functioning. The amount on remaining capacity is dependent on how many of the parallel machines that are malfunctioning and the degree of utilization they had in the original state. In developing the calculation method, inspiration was taken from previous work regarding similar subjects, but it was either adapted or simplified to meet the needs of the maintenance department for the production line. A further development of the method was also made to be able to analyze historical data where information on the produced variant of cylinder heads is missing which led to the use of a weighted average for the impact factor. The impact factor ignores the effects of buffers on the system output, but how they are to be incorporated was investigated and a proposal was therefore made where critical downtime is used together with the impact factor to take into account both buffers and parallel equipment. A tool was created for Scania IM where they can perform these calculations. What remains after completion of the thesis is to test the developed methods over time to examine how well they correspond to actual production data. This could not be done during the time of this thesis due to the current situation when production was not operating according to normal conditions