An integrated production and delay-time based preventive maintenance planning model for a multi-product production system

• Autorzy: Liu X. , Wang W. , Peng R.

Warianty tytułu

PL

Model integrujący planowanie opartej na pojęciu czasu opóźnienia konserwacji zapobiegawczej oraz planowanie produkcji dla systemów produkcji wieloasortymentowej

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

This paper integrates preventive maintenance and medium-term tactical production planning in a multi-product production system. In such a system, a set of products needs to be produced in lots during a specified finite planning horizon. Preventive maintenance is carried out periodically at the end of some production periods and corrective maintenance is always performed at failures. The system’s available production capacity can be affected by maintenance, since both planned preventive maintenance and unplanned corrective maintenance result in downtime loss during the planning horizon. In addition to the time used for preventive and corrective maintenance, our model considers the setup time and the product quality, as these are affected by the defects and failures of the system. Procedures are proposed to identify the optimal production plan and preventive maintenance policy simultaneously. Our objective is to minimize the sum of maintenance, production, inventory, setup, backorder costs and the costs of unqualified products within the planning horizon. A real case from a steel factory is presented to illustrate the model.

PL

W niniejszej pracy zintegrowano proces konserwacji zapobiegawczej z procesem średnioterminowego taktycznego planowania produkcji w odniesieniu do systemu produkcji wieloasortymentowej. W takim systemie, zestaw wyrobów jest produkowany partiami w określonym, skończonym horyzoncie planowania. Konserwacja zapobiegawcza prowadzona jest okresowo pod koniec wybranych okresów produkcyjnych, natomiast w przypadku wystąpienia uszkodzenia wykonuje się konserwację korygującą. Konserwacja może mieć wpływ na dostępne moce produkcyjne systemu, jako że zarówno planowana konserwacja prewencyjna jak i nieplanowana konserwacja korygująca powodują straty związane z przestojem urządzeń w danym horyzoncie planowania. Oprócz czasu potrzebnego na konserwację zapobiegawczą i korygującą, nasz model uwzględnia czas konfiguracji urządzeń oraz jakość produktów, ponieważ one również zależą od defektów i awarii systemu. Zaproponowano procedury, które pozwalają na jednoczesne określenie optymalnego planu produkcji i optymalnej strategii konserwacji prewencyjnej. Naszym celem jest minimalizacja sumy kosztów konserwacji, produkcji, zapasów, konfiguracji urządzeń oraz zamówień oczekujących a także kosztów produktów, które nie zostały zakwalifikowane do wprowadzenia do obrotu w danym horyzoncie planowania. Model zilustrowano na przykładzie rzeczywistego przypadku z fabryki stali.

Słowa kluczowe

EN

production planning; preventive maintenance; delay time; integration; multi-product

PL

planowanie produkcji; konserwacja zapobiegawcza; czas opóźnienia; integracja; wieloasortymentowy

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 17, no. 2
• Strony: 215--221
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Liu X.

• Donlinks School of Economics and Management, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China

autor

Wang W.

• Donlinks School of Economics and Management, University of Science and Technology Beijing Beijing 100083, China Faculty of Business and Law Manchester Metropolitan University United Kingdom

autor

Peng R.

• Donlinks School of Economics and Management, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China.

Bibliografia

• 1. Aghezzaf EH, Jamali MA, Ait-Kadi D. An integrated production and preventive maintenance planning model. European Journal of Operational Research 2007; 181(2): 679–685, http://dx.doi.org/10.1016/j.ejor.2006.06.032.
• 2. Aghezzaf EH, Najid NM. Integrated production planning and preventive maintenance in deteriorating production systems. Information Sciences 2008; 178: 3382–3392, http://dx.doi.org/10.1016/j.ins.2008.05.007.
• 3. Anna JP, Sylwia WW. Analysis of maintenance models' parameters estimation for technical systems with delay time. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2014; 16(2): 288–294.
• 4. Baker R, Wang W. Developing and testing the delay-time model. Journal of the Operational Research Society 1993; 44(4): 361–374, http://dx.doi.org/10.1057/jors.1993.66, http://dx.doi.org/10.2307/2584414.
• 5. Christer AH, Wang W. A delay-time-based maintenance model of a multi-component system. IMA Journal of Management Mathematics 1995; 6(2): 205–222, http://dx.doi.org/10.1093/imaman/6.2.205.
• 6. Christer AH, Wang W, Baker RD, Sharp J. Modelling maintenance practice of production plant using the delay-time concept. IMA Journal of Management Mathematics 1995; 6(1): 67–83, http://dx.doi.org/10.1093/imaman/6.1.67.
• 7. Cox DR. Renewal theory. London: Chapman and Hall; 1962.
• 8. Fitouhi MC, Nourelfath M. Integrating noncyclical preventive maintenance scheduling and production planning for a single machine. International Journal of Production Economics 2012; 136 (2): 344–351, http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpe.2011.12.021.
• 9. Fitouhi MC, Nourelfath M. Integrating noncyclical preventive maintenance scheduling and production planning for multi-state systems. Reliability Engineering and System Safety 2014; 121: 175–186, http://dx.doi.org/10.1016/j.ress.2013.07.009.
• 10. Fu B, Wang W, Shi X. A risk analysis based on a two-stage delayed diagnosis regression model with application to chronic disease progression. European Journal of Operational Research 2012; 218(3): 847–855, http://dx.doi.org/10.1016/j.ejor.2011.12.013.
• 11. Karimi B, Fatemi-Ghomi SMT, Wilson JM. The capacitated lot sizing problem: a review of models and algorithms. Omega 2003; 31: 365–378, http://dx.doi.org/10.1016/S0305-0483(03)00059-8.
• 12. Liao G. Optimal ecnomic production quantity policy for randomly failing processes with minimal repair, backorder and preventive maintenance. International Journal of Systems Science 2012; 44(9): 1602–1612, http://dx.doi.org/10.1080/00207721.2012.659702.
• 13. Lv W, Wang W. Modelling Preventive maintenance based on the delay time concept in the context of a case study. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2011; 3: 4–10.
• 14. Nourelfath M, Chatelet E. Integrating production, inventory and maintenance planning for a parallel system with dependent components. Reliability Engineering and System Safety 2012; 101: 59–66, http://dx.doi.org/10.1016/j.ress.2012.02.001.
• 15. Nourelfath M, Fitouhi MC, Machani M. An integrated model for production and preventive maintenance planning in multi-state systems. IEEE Transactions on Reliability 2010; 59 (3): 496–506, http://dx.doi.org/10.1109/TR.2010.2056412.
• 16. Okumura S, Jardine AKS, Yamashina H. Inspection policy for a deteriorating single-unit system characterized by a delay-time model. International Journal of Production Research 1996; 34(9): 2441–2460, http://dx.doi.org/10.1080/00207549608905037.
• 17. Wang W. An overview of the recent advances in delay-time-based maintenance modeling. Reliability Engineering and System Safety 2012; 106: 165–178, http://dx.doi.org/10.1016/j.ress.2012.04.004.
• 18. Wang W. Modeling planned maintenance with non-homogeneous defect arrivals and variable probability of defect identification. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2010; 2: 73–78.
• 19. Wang W, Banjevic D. Ergodicity of forward times of the renewal process in a block-based inspection model using the delay-time concept. Reliability Engineering and System Safety 2012; 100: 1–7, http://dx.doi.org/10.1016/j.ress.2011.12.011.
• 20. Wang W, Banjevic D, Pecht M. A multi-component and multi-failure mode inspection model based on the delay-time concept. Reliability Engineering and System Safety 2010; 95: 912–920, http://dx.doi.org/10.1016/j.ress.2010.04.004.
• 21. Wang W, Christer AH. Solution algorithms for a nonhomogeneous multi-component inspection model. Computers and Operations Research 2003; 30(1): 19–34, http://dx.doi.org/10.1016/S0305-0548(01)00074-0.
• 22. Weinstein L, Chung CH. Integrating maintenance and production decisions in a hierarchical production planning environment. Computers and Operations Research 1999; 26(10–11): 1059–1074, http://dx.doi.org/10.1016/S0305-0548(99)00022-2.
• 23. Wu S, Wang W. Optimal inspection policy for three-state systems monitored by control charts. Applied Mathematics and Computation 2011; 217(23): 9810–9819, http://dx.doi.org/10.1016/j.amc.2011.04.075.
• 24. Zhao J, Jia X. An optimal policy of inspection for a component with delayed repair. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2009; 3: 20–23.