博沃德尔塔仿真(Bravo Delta Simulation)成立于 2023 年,是一家以全新视角审视仿真市场的初创企业。该公司致力于降低建模技术的使用门槛,将解决方案普及至财富 500 强以外的更多企业,实现技术普惠。
博沃德尔塔(Bravo Delta)助力制造业优化领域的数字化转型与决策支持工具开发,业务涵盖生产流程调度等多个领域。本案例研究展示了该公司运用优化技术解决梅科国际(Mayco International)公司生产规划问题的实践思路。
梅科(Mayco) 是一家总部位于美国密歇根州的汽车一级供应商,专注于汽车零部件及系统的设计与制造。公司为全球众多汽车整车设备制造商(OEM)提供服务,产品覆盖乘用车与商用车领域。
汽车行业整车设备制造商的业务架构
问题
梅科(Mayco)生产三种产品(A、B、C),每种产品又分为1 型和2 型两类。年度目标产量如下:
A 产品:240000 件
B 产品:50000 件
C 产品:100000 件
生产包含两道核心工序(工序 1与工序 2,见右侧图示),A、B、C 三类产品均需依次经过这两道工序。例如,B1 型产品先在工序 1 的第 1、第 3 工位加工,随后转入工序 2 的第 3、第 5 工位继续加工。
每个加工步骤对不同产品所需工时不同,,且涉及工具更换时间。特别在工序 1中,在第 3 工位,生产顺序在 A1 → B1 → C1 之间切换。在第 4 工位,生产顺序在 A2 → B2 → C2 之间切换。此外,两道工序的排班制度不同:
工序 1:每天两个10小时班次,每周工作 5 天。
工序 2:每天三个8小时班次,每周工作 6 天。
起初,梅科(Mayco)尝试使用 Excel 进行生产仿真,但这类复杂多变的问题无法在 Excel 中完成建模。然而,公司仍需要验证当前的生产计划优化水平是否足以达成目标产量,同时,他们也希望确保以最有效的方式利用其设备。
用于生产计划优化的梅科国际(Mayco International)生产区域布局示意图
解决方案
博沃德尔塔(Bravo Delta)与客户共同明确了模型的核心需求,梳理出所需数据与可剔除的冗余数据。随后,团队在 AnyLogic 仿真软件中构建了用于后续生产计划优化的初始模型,并交付给梅科(Mayco)。
经过评审,客户认可模型逻辑,但提出了几项细节优化:废品率、停机概率以及库存监控相关设置。在完成这些修改后,新版模型通过了验证。
经梅科(Mayco)验证、用于生产计划优化的 AnyLogic 模型
博沃德尔塔(Bravo Delta)为梅科(Mayco)管理层提供了一个逻辑清晰的仿真模型,即使是非工程背景的人员也能轻松理解。员工可直接使用该模型进行方案假设与测试,对于非工程专家来说,模型中没有任何陌生的元素。
此外,为让模型对梅科(Mayco)的管理层更直观地理解模型,博沃德尔塔(Bravo Delta)使用了工厂的 CAD 布局图作为建模基础,这对双方都有益处。对梅科(Mayco)而言,CAD 布局是其熟悉的工具,贯穿生产计划优化的各个阶段。对博沃德尔塔(Bravo Delta)而言,将布局文件导入 AnyLogic、设置比例并实现厂区的精准仿真,操作十分简便。
结果
梅科(Mayco)最关心的核心问题是能否满足客户的产量需求,在这一点上,仿真结果给出了肯定的答案。
模型输出数据展示了生产计划优化后的目标达成情况。
博沃德尔塔(Bravo Delta)的生产计划仿真模型证明,在梅科(Mayco)计划采购的设备及设定的专用参数条件下,完全可以满足需求。
目前,梅科国际(Mayco International)正通过 AnyLogic 模型生成的优化生产排程获益。博沃德尔塔(Bravo Delta)为梅科(Mayco)制造业务开展的数字化转型可行性验证,凸显了仿真技术的重要价值 ——能够在实际落地前,对生产排程与资源需求进行测试验证。
博沃德尔塔(Bravo Delta)的 Braden Butkovich 与 Dominic Finazzo 在 2023 年 AnyLogic 大会上展示了该案例研究。