Berechnung Maximum Demonstrated Speed (MDS)
Referenz für den Leistungsfaktor in der kontinuierlichen Fertigung
Im folgenden wird beschrieben, wie der Maximum Demonstrated Speed (MDS) berechnet wird. Verständniss für die Berechnungsgrundlage ist hilfreich, da der MDS als Leistungsreferenz für den Leistungsfaktor und die Leistungsverluste genutzt wird.
Was ist der Maximum Demonstrated Speed (MDS)?
Der Maximum Demonstrated Speed (MDS) ist die maximale Leistung bzw. Fertigungsgeschwindigkeit welche stabil für ein spezifisches Produkt auf einer spezifischen Anlage erreicht wurde. Der MDS entspricht dem Konzept der der idealen Zykluszeit angewendet auf kontinuierliche Prozesse.
Der MDS wird für die Berechnung der Leistungsfaktors herangezogen:
Wenn also für einen Auftrag die gesamte Zeit das Produkt mit MDS Geschwindigkeit gefertigt wird, dann ist der Leistungsfaktor bei 100%.
Was ist der Maximum Run Speed (MRS)?
Der Maximum Run Speed (MRS) ist die maximale Leistung/Fertigungsgeschwindigkeit welche stabil innerhalb eines Auftrags erreicht wurde.
Die Berechnung des Maximum Run Speed (MRS)
Für die Berechnung des Maximum Run Speed (MRS) nutzen wir das Konzept eines Sliding Windows, welches später noch im Detail erläutert wird. Für jetzt reicht es aus zu verstehen, dass beim Sliding Window Ansatz ein Intervall definiert wird. Dieses Intervall kann man sich vorstellen wie eine Box, welche dann Stück für Stück über die Daten geschoben wird.
In unserem Beispiel bezeichnen wir das Sliding Window auch als Optimierungsintervall. Dabei kann die Länge des Optimierungsintervalls angepasst werden. Hier wird darauf eingegangen wie man die richtige Länge des Optimierungsintervalls bzw. des Sliding Windows wählt. Die Länge des Optimierungsintervalls definiert die Breite der Box.
Die Box wird dann, wie oben angesprochen, Stück für Stück über die Daten geschoben. Da wir den MRS berechnen über die Leistungskurve des jeweiligen Auftrags. Wir betrachten dann alle Datenpunkte welche sich innerhalb des Optimierungsintervalls, also der Box befinden. Der kleinste Wert welcher innerhalb der Box liegt wird vermerkt und als blauer Punkt in einen neuen Graphen überführt.
Jetzt wird die Box um ein Stück nach rechts verschoben. Diese Verschieben wird auch als Schritt bzw. Step bezeichnet. Jeder Schritt entspricht dabei einem Intervall von 10 Sekunden. D.h. anschaulich gesprochen, wird die Box bei jedem Schritt um 10 Sekunden nach vorne geschoben.
Bei jedem Schritt wiederholen wir den Prozess den kleinsten Datenpunkt in der grauen Box zu finden und notieren diesen als blauen Punkt in einem neuen Graphen.
Dieser Prozess wird jetzt solange wiederholt bis die graue Box am Ende des Auftrags angekommen ist:
Der unterste Graph mit den ganzen blauen Punkten repräsentiert nun die minimalen Werte für jeden einzelnen Schritt der grauen Box bzw. des Optimierungsintervalls.
In dem Graphen mit den blauen Punkten suchen wir nun den maximalen Wert. Der Leistungswert dieses Punkts entspricht nun dem Maximum Run Speed (MRS) für diesen Auftrag.
Warum werden die minimalen und nicht die maximalen Werte für jedes Intervall genommen? Wir suchen doch die maximale Leistung!
Das gewählte Vorgehen macht die Bestimmung des MRS robust gegen sogenannte Ausreißer.
Der Effekt wird in der folgenden Darstellung klar:
Hätten wir in diesem Fall das Maximum des Intervalls gewählt, hätten wir den Spitzenwert und damit einen weitaus höheren Durchsatzwert ermittelt. Aber dieser Wert konnte nicht stabil für einen längeren Zeitraum gehalten werden. Der Durchsatz nahm sofort wieder ab, nachdem der Höchstwert erreicht war. Bei unserem Ansatz muss der Wert mindestens für die Länge des Optimierungsintervalls stabil bleiben, um ausgewählt zu werden.
Man könnte nun argumentieren, dass wir mit diesem Ansatz nicht robust gegen nach unten abweichende Ausreißer sind. Aber da wir später das Maximum aller Minima auswählen, sind wir auch gegen diesen Fall abgesichert.
Die Berechnung des Maximum Demonstrated Speed (MDS)
Wie zu Beginn angesprochen wird der MRS für jeden Auftrag ermittelt. Für die Berechnung des Maximum Demonstrated Speed (MDS) werden nun einfach die Maximum Run Speeds (MRS) aller Aufträge des gleichen Produkts gelistet:
Und der maximale MRS wird dann als MDS für das Produkt gesetzt. Die Darstellung aller MRS Punkte für ein Produkt sollte Ihnen bekannt vorkommen. Das ist genau die Darstellung welche auch in der Produktoptimierung in der ENLYZE App zu sehen ist:
Wie bestimmt man die korrekte Länge des Optimierungsintervalls?
Es ist wichtig, die korrekte Länge des Optimierungsintervalls zu definieren. Das Opitimierungsintervall kann individuell für jede Anlage in der ENLYZE App unter Einstellungen > Leistungserfassung angepasst werden.
Falls Hilfe bei der Wahl der idealen Länge des Optimierungsintervalls benötigt wird, einfach jederzeit bei uns melden!
Wenn das Intervall zu kurz gewählt ist, können Produktionsspitzen ausgewählt werden, bei denen kein stabiler Produktionszustand erreicht wurde. Wenn das Intervall zu lang gewählt ist, können ganze Produktionsläufe verworfen werden, weil das Optimierungsintervall länger als der Produktionsauftrag ist.
Wenn die Auftragslänge kürzer ist als das Optimierungsintervall, kann für diesen Auftrag kein MRS ermittelt werden. Damit taucht der Auftrag auch nicht in der Produktoptimierung. Er wird somit als Auftrag markiert, welche nicht die Anforderungen für einen Referenzauftrag erfüllt. Die Anzahl dieser Aufträge werden ebenfalls in der Produktoptimierung angezeigt:
Anforderungen an die Daten für die MRS Bestimmung
Neben der Intervalllänge gibt es noch weitere Anforderungen für die Bestimmung des MRS:
Keine Daten
Wenn es innerhalb eines Auftrags für einen Zeitraum keine Daten gibt (Datenlücke), dann wird dieser Zeitraum vernachlässigt. Anschaulich gesprochen hüpft die graue Box über den Zeitraum ohne Daten.
Überlappende Buchungen
Zeiträume in welchen die Anlage mit mehreren Aufträgen gleichzeitig belegt sind werden ebenfalls vernachlässigt. Zu diesem Zeitpunkt sind wir nicht in der Lage eindeutig zu definieren zu welchem Produkt dieser Zeitraum zugeordnet werden soll. Bedeutet, dass im Zweifel Leistungswerte einem Produkt zugeordnet werden welche überhaupt nicht erreicht werden können da dies für das andere Produkt gilt.
Anschaulich gesprochen kann die graue Box nicht in Zeitbereiche eindringen in welcher mehrere Aufträge gebucht sind:
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