世界的に有名なドイツの自動車メーカーのエンジニアは、同社の商用バンのために、近代的で最適化された生産ラインを探りました。さまざまな生産現場で商用車を340万台以上製造する同社は、さまざまなプラントに適用し、無人搬送車（AGV）などの技術を考慮した柔軟性を備えた最適化ツールを求めていました。プロジェクトの最初の段階では、5％の効率向上が実現し、次の段階でさらに大きな向上が見られました。
問題：組立ライン最適化と効率
同社のロジスティクスエンジニアは、大規模なAGV実装で、自動車工場のロジスティクスの効率を評価および最適化するためのツールを必要としていました。彼らは、次のことを知りたいと思いました：
- 機器使用率
- 労働力のプーリング（特に不規則なタスクの場合）
- 損失時間（交通、待機、再梱包など）
- 移動距離
- 組立ライン不足数
- 在庫再注文レベル
- 輸送経路最適化
とりわけ、収益性のために、組立ラインの不足によって引き起こされる生産停止があってはなりません。
上記の効率と最適化を検討する一方で、エンジニアは、商用バンの生産ラインの課題に確実に対応する必要がありました：
- 多数のコンポーネント – 同じプラントで組み立に使用する数万の部品番号
- コンポーネントの種類 – バンのドアミラーには130のバリエーションがあります
- 複雑な輸送 – AGVとフォークリフトを含む
- 時間とスペースの制約 – 共有経路とタイムクリティカルなアクティビティ
- 組立ラインのポリシー – 品質、ライン数、「ワンタッチ – ワンモーション」など。
複雑な組立ラインを最適化する方法
スプレッドシートに基づく従来の分析手法では、関連するプロセスやそれらの間の関係など、最新の自動車組立ラインの複雑さを考慮することはできません。さらに、組立ラインの性質を真に捉えるには、輸送車両の速度、交通状況、共有リソースへのアクセス、および確率的需要の動的な性質を考慮する必要があります。
シミュレーションは、組立ラインの複雑さとその動的な性質をキャプチャする方法を提供します。AnyLogicシミュレーションソフトウェアを使用すると、生産プロセスエンジニアは、Material Handling Libraryを使用して組立ラインをモデル化し、外部ソフトウェアライブラリに接続して、カスタムエレメントを開発できます。AnyLogicのモデリング機能に加えて、ソフトウェアのクラウド機能はエンジニアリングチームの共同実験要件を満たし、フィードバックとレビューサイクルを短縮することで開発をスピードアップすることができます。
解決策：複雑な自動車生産施設のモデリング
モデルの適用性と将来の使用法を最大化するために、開発者はいくつかの基本原則を使用してシミュレーションモデルを作成しました：
- 柔軟性
- 拡張性
- 実データの使用
- 迅速な適応
これらの原則を守ることで、モデルレイアウトの変更、さまざまなプラント、および新しいテクノロジーとプロセス開発で正確に機能することが保証されます。
モデルレイアウトは、製造現場のDXFファイルを解析することによってパラメータとして構成されます。つまり、生産計画担当者は、AutoCADなどの製造現場設計ソフトウェアを使用してレイアウトを変更し、シミュレーションですばやくテストできます。
実データの使用とは、シミュレーションの開始時に、すべてのパーツ、場所、トランスポーター、および注文情報等がアップロードされ、エージェントとして設定されることを意味します。この粒度により、非常に低い抽象化レベルと高いレベルのモデルリアリズムが保証されます。
適応性を確保し、現代の製造で発生する急速な変化に対応するために、開発者はモジュラー設計アプローチを使用しました。これは、新しい開発とプロセスの変更を独立してモデル化し、分析の際、モデル全体に簡単に統合できることを意味します。
結果として：シミュレーションは詳細な分析を提供します
自動車生産施設のシミュレーションモデルは、ロジスティクスエンジニアがこれまでに得たものより多くの出力と詳細を提供します。一例として、マルチカートトランスポーターは、300を超える場所のいずれかにアクセスする可能性があり、その動作を分析するのはこれまでは困難でしたが、このモデルではルーティングをキャプチャすることができ、メトリックは、ドライバーの忙しさだけでなく、車両の使用率のレベルも示し、効率に関する洞察を提供します。
シミュレーションモデルインターフェイスのスクリーンショット（クリックして拡大）。
モデル開発者は、エンジニアが望んでいたすべての出力を、以前にはなかったレベルで提供することができました。つまり、より多くの結果とそれらの結果の詳細を提供することができました。
計画と投資のための意思決定支援
当初、シミュレーションモデルは、数百万ユーロのAGVプロジェクトの注文を確定する前に、すべてが希望どおりに機能することを確認するのが目的でした。
AGVプロジェクト実装の確認を支援した後、モデルは、実装前のプロジェクトの検証だけでなく、他の目的にも引き続き使用されます。全体として、このモデルは、手動プロセスの効率を評価し、AGV実装をサポートし、完全に自動化された製造現場につながる作業をサポートします。
モデルのパフォーマンスの例として、70人以上の労働力を評価する最初のステップで5％の効率向上を実現し、2番目のステップでは自動化によってさらに5％の向上を実現できました。
効率評価の目的に関しては、プランナーが以前は手動で実行しなければならなかった計算の90％がシミュレーションにより提供されるようになり、時間を節約し、追加の検証を提供できることは注目に値します。
全体として、慎重な計画と明確な目的により、ドイツの自動車大手のロジスティクスプランナーは、現在および将来の運用をサポートし、改善するのに役立つツールを実装しました。さらに、このモデルを他の施設に適用できるため、投資収益率が向上します。
プロジェクトの鍵は、モデルの柔軟性と拡張性、そして、それらの実装を可能にしたAnyLogicの優れた能力でした。
AnyLogic Conferenceでの英語によるQ&Aセッションに関連するプレゼンテーションをご覧いただけます。
