デジタルツインによる生産変動を考慮した生産システムのエネルギ原単位の最適化

使用数字孪生考虑生产波动的生产系统能源强度优化

• 批准号: 21K03793
• 负责人: 日比野 浩典
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Nihon University (2022)Tokyo University of Science (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03793/
• 关键词: 生産システム; 生産変動; エネルギ原単位; デジタルツイン; 最適化

本研究では、デジタルツインにより生産ラインにおける、生産変動（段取替え、特急品対応、故障等）による下流工程への影響を予測し、予測に基づき影響の最小化を目指す。生産変動により、下流工程の設備への部品到着遅延が発生し，設備は待機状態（アイドル状態）が発生し、ムダなエネルギが消費される。そこで、デジタルツインにより、実生産ラインの変動を感知し、速やかに生産設備のアイドル状態開始・終了を予測し、最適な動作を決定し、エネルギ消費量を最適化し、単位製品あたりのエネルギ消費量（製造エネルギ原単位）を最適化することを目指す。令和３年度は、「アイドル発生予測処理に要求される仮想モデルの研究」、および「仮想モデルのシミュレーションの提案と実装」を実施した。「アイドル発生予測処理に要求される仮想モデルの研究」について、要求される仮想モデルを開発した。また、「仮想モデルのシミュレーションの提案」を行い、実装方法について、検討した。本年度は、「仮想モデルのシミュレーションの実装」について、実施した。具体的には、まず、特急品生産に対応する生産変動の発生について、検討した。特急品生産による上流工程から下流工程への影響について分析した。分析結果を使用して、上流工程から下流工程への影響予測を可能とする仮想モデルを開発し、シミュレーションに実装した。次いで、機械故障に起因する不良品発生による検査工程での不良品の取り除き処理に対応する生産変動の発生について、検討した。不良品の取り除き処理による下流工程への影響について分析した。分析結果を使用して、下流工程への影響予測を可能とする仮想モデルを開発し、シミュレーションに実装した。

This study aims to predict and minimize the impact of downstream engineering on production conditions, production changes (section replacement, emergency response, failure, etc.) Production start, downstream engineering equipment parts to delay production, equipment is not in standby state (lost state) production, production and maintenance. For this purpose, the production equipment movement is sensed, the speed is adjusted, the start and end of the production equipment state is predicted, the optimal operation is determined, the production consumption is optimized, and the production consumption of the unit product (production unit) is optimized. In 2003, the Company implemented the "Research on the requirements for the development of a project" and the "Proposal and implementation of the project". "Research on the requirements for the development of predictive processing" was launched in the middle of the paper. The following is an example of how to implement a proposal for a project: This year, the company has been implementing the plan of "the implementation of the project". Specific details include the production of emergency goods and the occurrence of production changes. Analysis of the impact of upstream engineering and downstream engineering on the production of special emergency products The analysis results are used to predict the impact of upstream and downstream engineering. Second, the cause of mechanical failure, defective product generation, inspection, engineering, defective product removal, treatment, production, operation, generation, inspection and discussion. Analysis of the impact of downstream engineering on the removal of defective products The results of the analysis are used to predict the impact of downstream engineering.

项目成果

A production evaluation method for energy consumption rate considering rush orders

考虑紧急订单的能耗率生产评价方法

• DOI: 10.1299/jamdsm.2022jamdsm0065
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing
• 作者: Hironori HIBINO;Makoto YAMAGUCHI,Gokan MAY and Dimitris KIRITSIS
• 通讯作者: Makoto YAMAGUCHI,Gokan MAY and Dimitris KIRITSIS

Energy Consumption Rate Evaluation Method Considering Occurrence of Defective Products and Misjudgment of Inspection Machine in Production Line

• DOI: 10.20965/ijat.2022.p0309
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Int. J. Autom. Technol.
• 作者: H. Hibino;Takamasa Horikawa;Syungo Arai;M. Yamaguchi