بررسی تأثیر مکانیزم‌های مختلف خرابی فرآیندهای تولیدی در مدل‌های یکپارچه نگهداری و تعمیرات و کنترل فرآیند آماری با استفاده از طراحی آزمایشات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی صنایع، دانشکدۀ مدیریت مهندسی، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران

2 استاد گروه مهندسی صنایع، دانشکد، مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

چکیده

با افزایش اتوماسیون، فرآیندهای تولید از کارگران به‌سمت ماشین‌آلات، تغییر جهت دادند؛ بنابراین نقش وضعیت ماشین‌آلات در کنترل کیفیت، کمیت و هزینه‌ها، بیش‌از پیش اهمیت یافت. برای موفقیت در این محیط جدید، تجهیزات باید در شرایط ایده‌آل نگهداری شوند تا بتوانند پاسخ‌گوی چالش‌های کیفیتی امروزه باشند. محققان زیادی بر اهمیت و برنامه‌ریزی توأم نت و کنترل فرآیند آماری صحه گذاشته‌اند و در این راستا مدل‌های یکپارچه مختلفی توسعه داده شده است. در این تحقیق یک فرآیند تولید ساده مورد بررسی قرار گرفته است که شامل دو حالت عملیاتی مختلف است: حالت تحت کنترل و حالت خارج از کنترل. برای این سیستم، مدل یکپارچه نت-SPC، مدل جداگانه نت، مدل جداگانه SPC به‌دست می‌آید. براین اساس، عملکرد سیستم در حالت هماهنگی تصمیمات مربوط به نت و SPC باحالتی که هماهنگی بین تصمیمات نت و SPC وجود نداشته باشد مورد مقایسه قرار می‌گیرد. براساس تکنیک آزمایش‌های عاملی، عملکرد مدل یکپارچه موردبررسی قرار می‌گیرد. مدل ارائه ‌شده تحت 5 مکانیزم خرابی بررسی ‌شده است که شامل: 1- توزیع وایبل 2- توزیع نرمال 3- توزیع رایلی 4- توزیع گاما و 5- توزیع نمایی می‌باشد. اگرچه میزان صرفه‌جویی در حالت‌های توزیع نرمال، گاما، وایبل و رایلی تقریباً یکسان و در حدود 6% می‌باشد اما در حالتی‌که مکانیزم خرابی فرآیند براساس توزیع نمایی باشد، هماهنگ‌سازی تصمیمات نت و SPC می‌تواند منجربه کاهش بیشتری در هزینه‌های عملیاتی شود. میزان کاهش در هزینه‌های سیستم در حالت توزیع نمایی به‌طور متوسط 5/14% مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the Effect of Different Failure Mechanisms of Manufacturing Processes in Model Integration Maintenance and Repairs and Statistical Process Control by Design of Experiment

نویسندگان [English]

  • Hassan Rasaei 1
  • Hiva Faroughi 2
1 Assistant Professor, Industrial Engineering Department, Faculty of Engineering Management, Kermanshah University of Technology, Kermanshah, Iran
2 Professor of Industrial Engineering Department, Faculty of Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
چکیده [English]

Both in the academic environment and in the realm of operation, it has been shown that there is a close relationship between product quality and maintenance of equipment. Thus, coordination of the decisions associated with maintenance and quality can lead to decrease in operational costs of a production system and improve the overall productivity. To coordinate the decisions related to maintenance and statistical process control, this thesis develops integrated mathematical models. The system performance is compared in two states: (1) while there is a coordination between the decisions of maintenance and SPC, (2) while the decisions of maintenance and SPC are conducted separately, and indeed, there is no coordination between SPC and maintenance. To determine the system performance in state 1, an integrated model of SPC and maintenance is developed. Optimization of the integrated model determines the value of ECT in state 1. To determine the system performance in the uncoordinated state,i.e., state 2, the following steps are performed: (1) a stand-alone model of maintenance is proposed, (2) a stand-alone model of SPC is developed, (3) according to the results of optimization of step 1 and 2, the value of ECT in the uncoordinated state is computed. Finally, comparison of the values of ECT in the coordinated state and uncoordinated state clarifies that, due to the performance of the integrated model, how much saving in operational cost is obtained. For the systems investigated in the thesis, using factorial designs, the effect of the system parameters on the decision variables and the objective function is analyzed. Also, it is investigated that, with respect to the operational costs, what circumstances are more suitable for implementing the integrated models of SPC and maintenance. According to the results of the study, integration of the decisions associated with maintenance and SPC leads to a better performance. The amount of saving obtained from the coordination is significant for the different production systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Failure Mechanism
  • Integrated Model
  • Design of Experiment
  • Maintenance

مراجع

  • Yin, G. Zhang, H. Zhu, Y. Deng, and F. He, “An integrated model of statistical process control and maintenance based on the delayed monitoring,” Reliab. Eng. Syst. Saf., vol. 133, pp. 323–333, 2015.
  • Rasay, S.M. Hadian, F. Naderkhani, F. Azizi,” Optimal condition based maintenance using attribute Bayesian control chart.” Journal of Risk and Relaibility, 2023.
  • Xiang, “Joint optimization of X -bar control chart and preventive maintenance policies : A discrete-time Markov chain approach,” Eur. J. Oper. Res., vol. 229, no. 2, pp. 382–390, 2013.
  • Ben Daya.M and Rahim.M.A, “Effect of maintenance on the economic design of x -bar control chart,” J. Oper. Res., vol. 120, pp. 131–143, 2000.
  • Mehrafrooz and R. Noorossana, “An integrated model based on statistical process control and maintenance,” Comput. Ind. Eng., vol. 61, no. 4, pp. 1245–1255, 2011.
  • Tagaras, “An integrated cost model for the joint optimization of process control and maintenance,” J. Oper. Res. Soc., vol. 39, no. 8, pp. 757–766, 1988.
  • Zhou and G. Zhu, “Economic design of integrated model of control chart and maintenance management,” Math. Comput. Model., vol. 47, pp. 1389–1395, 2008.
  • Kuo, “Optimal adaptive control policy for joint machine maintenance and product quality control,” Eur. J. Oper. Res., vol. 171, pp. 586–597, 2006.
  • G. Yeung, C. R. Cassady, and K. Schneider, “Simultaneous optimization of [ Xbar ] control chart and age-based preventive maintenance policies under an economic objective ¯ control chart,” III Trans., vol. 40, pp. 147–159, 2008.
  • Linderman, K. E. McKone-Sweet, and J. C. Anderson, “An integrated systems approach to process control and maintenance,” Eur. J. Oper. Res., vol. 164, no. 2, pp. 324–340, 2005.
  • Panagiotidou and G. Tagaras, “Statistical Process Control and Condition-Based Maintenance : A Meaningful Relationship through Data Sharing,” Prod. Oper. Manag., vol. 19, no. 2, pp. 156–171, 2010.
  • Panagiotidou and G. Tagaras, “Optimal integrated process control and maintenance under general deterioration,” Reliab. Eng. Syst. Saf., vol. 104, pp. 58–70, 2012.
  • Liu, M. Yu, Y. Ma, and Y. Tu, “Economic and economic-statistical designs of an X-bar control chart for two-unit series systems with condition-based maintenance,” Eur. J. Oper. Res., vol. 226, no. 3, pp. 491–499, 2013.
  • Jianlan Zhong & Yizhong Ma, “An integrated model based on statistical process control and maintenance for two-stage dependent processes,” Stat. - Simul. Comput., vol. 46, no. 1, pp. 106–126, 2017.
  • Rasay, F.Naderkhani, F.Azizi, “Opportunistic maintenance integrated model for a two-stage manufacturing process”, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol.119, no.11-12, pp. 8173-8191, 2022.
  • H,Rasay, Sh.Taghipour, M.Sharifi, “An integrated Maintenance and Statistical Process Control Model for a Deteriorating Production Process”, Reliability Engineering and System Safty, Vol.228, pp-108774,2022.
  • M.Hadian, H.Farughi. H.Rasay, “Joint planning of maintenance, buffer stock and quality control for unreliable, imperfect manufacturing systems”, Computers and Industrial Engineering, Vol.157, pp-107304,2021.
نشریه پژوهش های مهندسی صنایع در سیستم های تولید
دوره 11، شماره 22
شهریور 1402
صفحه 125-137

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار