Evaluation of AGV-systems for material handling in production. A simulation study at the rear axle assembly at Scania

Abstract: Scania är ett företag verksamt inom fordonsindustrin och är en tillverkare av lastbilar, bussar och motorer. Fordonsindustrin står inför en förändring och Scania vill vara drivande i utvecklingen. För att kunna vara det ställs krav på flexibilitet i produktionen och i denna studie har Scanias bakaxelmontering undersökts. I dagsläget används gaffeltruckar i stor utsträckning för att transportera artiklar mellan lager, plockområde och produktionslina, vilket begränsar utformningen av plockområdet. En introduktion av Automated Guided Vehicles (AGV) möjliggör en mer flexibel utformning. Studien syftar till att utvärdera AGV:er som transportelement för lastbärare. För att göra det undersöks det hur tre olika typer av AGV:er påverkar tiden med artikelbrist vid produktionslinan relativt antal som används samt hur dessa utnyttjas. Vidare undersöks det hur olika egenskaper i ett AGV-system påverkar kötiden för transporter. Egenskaperna som undersöks är AGV:ernas hastighet, av- och pålastningstid, laddningstid och batteritid. Systemet som undersöks i studien är en del av ett produktionsområde efter en planerad ombyggnation och inga jämförelser kommer göras med systemet innan ombyggnation. En simuleringsmodell har tagits fram i ExtendSim och genom den har experiment utförts för att besvara syftet. I studien har två olika typer av experiment utförts, dels experiment där antalet AGV:er var den experimentella faktorn, dels experiment enligt faktordesign där AGV-systemets egenskaper var de experimentella faktorerna. Resultaten från experimenten visar att när antalet AGV:er ökar till en viss gräns, minskar tiden med brist vid produktionslinan och funktionen för dynamisk laddning kan utnyttjas i högre grad. Utöver detta visar resultatet från experimenten enligt faktordesign att batteritid är den enskilt viktigaste egenskapen enligt de förutsättningar experimenten utfördes under. Därefter var AGV:ernas genomsnittliga hastighet den viktigaste egenskapen följt av laddningstid och av- och pålastningstid. Slutsatsen är att när antalet AGV:er ökar, minskar tiden med brist för upp till sex AGV:er av typ 1 och typ 2 samt åtta AGV:er av typ 3. Utnyttjandegraden visar att när fler AGV:er används kan funktionen för dynamisk laddning utnyttjas i högre grad, vilket gör att de är tillgängliga i större utsträckning när transportbehov uppstår. Det har också visats att antalet AGV:er som används i systemet bör vara tillräckligt för att de aldrig ska underskrida den kritiska batterinivån. Jämförelser av den totala tiden med brist vid produktionslinan mellan olika typer av AGV:er visade att typ 1 var bättre än typ 3 när lika antal AGV:er användes. Mellan typ 2 och typ 3 kunde ingen skillnad påvisas när fler än fem AGV:er användes. När fem eller färre AGV:er användes var typ 3 bättre än typ 2. En jämförelse mellan typ 1 och typ 2 visade att typ 1 var bättre när upp till fem AGV:er användes, men att det för sex AGV:er inte gick att avgöra någon skillnad.