ricerche applicate sul controllo e la gestione del workflow produttivo
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Ricerche applicate sul controllo e la gestione del workflow produttivo. Cesare Fantuzzi Universita’ di Modena e Reggio Emilia Facolta’ di Ingegneria Reggio Emilia Automazione Industriale. Production Workflow. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Ricerche applicate sul controllo e la gestione del
workflow produttivo
Cesare Fantuzzi
Universita’ di Modena e Reggio EmiliaFacolta’ di Ingegneria
Reggio Emilia
Automazione Industriale
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Production Workflow
• Production Workflow e’ il flusso che un manufatto (prodotto industriale, documento, etc.) segue all’interno di un processo produttivo per la sua trasformazione/elaborazione in un prodotto finito.
• Production Workflow:– Strutturazione dei compiti (task) di produzione.– Identificazione degli attori (macchine/umani) che sovraintendono ai tasks.– Ordinamento/sincronizzazione dei tasks.– Elaborazione dell’informazione (controllo, supervisione, acqusizione dei
dati di produzione) per la gestione dei tasks.
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Un esempio: Linea di produzione Tetra Pak
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Production workflow.
Production batchscheduling
Packaging linecontrol
Packaging Line Monitor System (PLMS)
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I temi di ricerca applicata per il workflow produttivo
1. Metodologie per descrivere ed organizzare il workflow produttivo (progetto del processo).
2. Nuove tecnologie IC (Information & Communicario) per la gestione del workflow produttivo (controllo del processo)
3. Tools per l’analisi del workflow produttivo (analisi del processo).
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1. Organizzazione del workflow produttivo• Nuove metodologie di progetto per un workflow process
complesso (industriale, business, software oriented, etc.).
• Uso di diagrammi logici visuali:
– Reti di Petri.
– Activity Diagram di UML
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Diagrammi di stato (Reti di Petri) per la descrizione di un Process Workflow
• Consentono di descrivere il flusso della produzione.
• Questi diagrammi sono molto utili in fase di progetto e alla analisi.
• Permettono di mettere in evidenza criticita’ progettuali.
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Diagrammi di stato e di flusso (UML Activity diagram) per la descrizione di un Process Workflow
• Come le reti di Petri permettono di analizzare workflow complessi.
• Disponibili molti tools software di analisi (ref. www.uml.org )
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2. Gestione del workflow produttivo
• Il controllo del processo produttivo organizzato su flussi di produzione richiede l’utilizzo estensivo di strumenti ICT (Information Communication Technology).
• Ler ricerche sono rivolte verso lo sviluppo di strumenti ICT per:– Scheduling della produzione in batch.– Controllo remoto delle isole produttive con ottimizzazione
dei percorsi (re-routing in caso di blocchi).– Raccolta dei dati di produzione.
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La ricerca nel settore del controllo del production Workflow.
• Technologies for Business Processes (TBP) and Integration in Manufacturing (IiM) .
• Decine di progetti di ricerca sviluppati da consorzi europei (ricerca finanziata)
http://www.cordis.lu/esprit/src/projlist.htm
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Alcuni esempi
• PLENT: PLanning small medium Enterprise NeTworks.– Sviluppo di software tools per mettere in comunicazione
i sistemi informativi di PMI che gia’ collaborano in un process workflow.
• VIVE: Vertical VIrtual Enterprise.– E-commerce per PMI che collaborano in un process
workflow. • FLUENT: Flow-oriented Logistics Upgade for
Enterprise NeTworks.:– Sviluppo di software tools per la la gestione del flusso
logistico in un network di PMI.
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3. Analisi del workflow produttivo
• Analisi dei dati di un workflow process per la sua ottimizazione.
• Il progetto: ottimizzare il throughput produttivo di una linea di impacchettamento Tetra Pak.
• Partners: Tetra Pak – Facolta’ di Ingegneria, Reggio Emilia
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Il progetto di ricerca.
• Ogni macchina è soggetta ad inceppamenti che sono in grado di interrompere il flusso produttivo della linea e causare di conseguenza il blocco di altre macchine.
• Si utilizzano quindi degli accumulatori di prodotto (buffer) che disaccoppiano le macchine garantendo una certa continuità di funzionamento.
• Lo scopo del progetto e’ la determinazione della configurazione ottimale dei buffer lungo la linea di produzione.
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Ottimizzazione di una linea di produzione
Plant
Master planning schedule
Forecasts, orders, budget
Pro
duct
ion
sche
dul
e
Setups Line operation Breakdowns
Saleable productionIdle, speed Waste
……………
Shop floor
Sys
tem
p
erfo
rman
ce
Line performance
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Un modello matematico della linea
M1 M2B1
p1, r1, 1 p2, r2, 2N1
M3B2
p3, r3, 3N2
MmBm-1
pm, rm, mNm-1
………
Mu(1) Md(1)B(1)
pu(1), ru(1), u(1) N1pd(1), rd(1), d(1)
L(1)
Mu(2) Md(2)B(2)
pu(2), ru(2), u(2) N2pd(2), rd(2), d(2)
L(2)
Mu(m-1) Md(m-1)B(m-1)
pu(m-1), ru(m-1), u(m-1)
Nm-1pd(m-1), rd(m-1),
d(m-1)
L(m-1)
………………………
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Risultati della ricerca
• Determinazione di:– Posizionamento ottimo dei buffer.
– Dimensione ottima dei buffer.
• Calcolati in base a modelli matematici della linea e del comportamento statistico dei fermi macchina.
• I risultati teorici sono in attesa di conferma sperimentale (simulazioni su modelli funzionali)
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Bibliografia
• Marlon Dumas and Arthur H.M. ter Hofstede , UML Activity Diagrams as a Workow Specfication Language, in UML 2001 Conference, Toronto (Canada).
• van der Aalst, W.M.P. , The application of Petri nets to workflow management, Journal of Circuits, Systems and Computers, Vol. 8, No. 1, pages 21-66. 1998.
• A. Grassi e C. Fantuzzi, Modellazione del comportamento prestazionale delle linee di produzione, DISMI, rapporto interno.
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