CW – 13 LOGISTIKA Modelování – 2 …. SW 10. PŘEDNÁŠKA Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb Fakulta stavební VUT v Brně CW – 13 LOGISTIKA 10. PŘEDNÁŠKA Modelování – 2 …. SW Březen 2013 © Ing. Václav Rada, CSc.

Využití speciálních SW pro modelování a simulace …. ☺ ☺ ☺ CW13 Modelování a simulace Využití speciálních SW pro modelování a simulace …. ☺ ☺ ☺ březen 2013

Co je to simulace? CW13 Modelování a simulace V roce 1687 publikoval Sir Isaac Newton dílo Matema-tické základy přírodní filozofie, kde byly poprvé formu-lovány tři základní pohybové zákony: zákon setrvač-nosti, zákon síly, zákon akce a reakce. Poprvé použil metodu analýzy systémů, jejíž základem je vytvoření abstraktního modelu reálného systému. Od té doby uběhlo více než 300 let - prostředky a mož-nosti simulace se změnily, principy však nikoliv. březen 2013

Co je to simulace? CW13 Modelování a simulace Dnes považujeme za samozřejmé, že je ověřena správ-nost budoucí reálné struktury na modelu a že je shoda modelu s reálným systémem (verifikace modelu) a že můžeme pomocí experimentování s různými variantami modelu nalézt takové uspořádání, které nejlépe vyhovuje našim požadavkům na systém. březen 2013

Co je to simulace? CW13 Modelování a simulace Existuje několik důvodů, proč dát simulaci přednost před získáváním zkušeností experimentováním s reálným systémem - je levnější, rychlejší (simulační čas může plynout mnohem rychleji než skutečný), můžeme testovat mnohem více možných variant, je bezpečná (lze testovat i katastrofické varianty), můžeme analyzovat i neexistující plánované systémy a podobně. březen 2013

Co je to simulace? CW13 Modelování a simulace V současnosti se využívají zejména tyto simulace - té-měř bez výjimky realizované s využitím počítačů: - simulace dynamických a fyzikálních systémů (diferen-ciální rovnice, metoda konečných prvků, ...) - simulace systémů diskrétních událostí (teorie sítí front, teorie hromadné obsluhy, teorie her, ...) - simulace zaměřená na výcvik osob (letecké simulátory a trenažéry, operátorské simulátory, ...) březen 2013

Simulace a logistika CW13 Modelování a simulace Návrh a analýza logistických systémů využívá různé metody – včetně simulačních a modelovacích technik. Lze simulovat statické i dynamické stavy a chování, včetně dynamických souvislostí. Simulace je zaměřena zejména na nalezení optimálního rozvržení systému, identifikaci a odstranění úzkých míst, dimenzování a umístění výrobních a skladových kapacit a podobně. březen 2013

Simulace a logistika - statické výpočty - metody operační analýzy CW13 Modelování a simulace Simulace a logistika Uvažujeme-li logistický systém jako celek zejména hmot-ných toků, informačních toků a včetně jeho řídicí logiky, pak v závislosti na logistických aktivitách, které se mají analýzou řešit. jsou používány následující metody: - statické výpočty - metody operační analýzy - dynamická simulace. březen 2013

Požadavky na simulační systémy CW13 Modelování a simulace Požadavky na simulační systémy Hierarchické modelování Objektově orientované modelování Simulace na WWW stránkách Optimalizace procesů Zjednodušení tvorby modelů (zpřístupnění simulačních technik širšímu okruhu uživatelů) Zlepšování vizualizačních prostředků Interoperabilita březen 2013

Požadavky na simulační systémy CW13 Modelování a simulace Požadavky na simulační systémy Aplikační oblasti - Logistické řetězce se vyvinuly v mnohem větší sítě nezávislých subjektů, které mají různé priority, motivy spolupráce a často protikladné zájmy – včetně koordinace mezi organizacemi. - Simulace musí postihovat outsourcing, strategické aliance, konkurenci v rámci podniků i distribučních řetězců, logistické systémy zabezpečované "třetími stranami" a pod. březen 2013

Požadavky na simulační systémy CW13 Modelování a simulace Požadavky na simulační systémy Aplikační oblasti Paradigma logistických systémů se posouvá od nabíd-ky k poptávce, na strukturu a řízení logistických systémů mají rozhodující vliv požadavky zákazníků. Simulace je schopna porovnat tahové a tlakové strate-gie, dodavatelský a odběratelský přístup k distribučním řetězcům, výrobu na sklad a na zakázku, vyhodnotit systémy efektivní odezvy na požadavky zákazníků a podobně. březen 2013

Požadavky na simulační systémy CW13 Modelování a simulace Požadavky na simulační systémy Aplikační oblasti Prudce vzrůstá rozsah a složitost logistických systémů, což vede k nutnosti jejich decentralizovaného řízení. Simulační modely musí být schopny postihovat glo-bální distribuční řetězce. V důsledku krátkých dodacích lhůt a životních cyklů výrobků se zrychluje dynamika distribučních řetězců. V mnoha případech jsou "ad hoc" vytvářeny často se měnící vztahy mezi partnery. březen 2013

Požadavky na simulační systémy CW13 Modelování a simulace Požadavky na simulační systémy Aplikační oblasti Je potřeba simulovat systémy s dynamickou alokací zdrojů, online rozvrhováním a robustním plánováním. Používá se koncept virtuálního podniku. Modelují se procesy související s e-businessem. Testuje se vliv různých synergických efektů. březen 2013

Příklady využití simulace CW13 Modelování a simulace Příklady využití simulace Jedním z předního nástrojů pro interaktivní simulaci a optimalizaci procesů, vhodný právě pro logistiku je pro-gram WITNESS britské společnosti Lanner Group. Byl již použit při návrhu a optimalizaci dosti velkého počtu logistických systémů v nejrůznějších odvětvích – průmyslových, dopravních, zdravotnických aj. březen 2013

Příklady využití simulace CW13 Modelování a simulace Příklady využití simulace Byl použit v automobilovém průmyslu - v ČR je připra-vila a následně realizovala konzultační společnost Dynamic Future: - ověření činnosti nově navržené výrobní linky - porovnání staré organizace řízení výroby s navrhova-nou založenou na systému KANBAN - návrh optimální výrobní dávky při dodržení daného taktu výroby a množství výrobků - optimalizace počtu pracovníků v systému, ……. březen 2013

Příklady využití simulace CW13 Modelování a simulace Příklady využití simulace Příklady úspěšného využití simulačních metod v oblasti logistických systémů v zahraničních projektech: - návrh obslužných zón letišť, systémů manipulace se zavazadly a systémů odbavování letů – pro španělskou a britskou správu letišť (AENA, BAA) + v poslední době při návrhu letišť v Miláně, Tokiu, Düsseldorfu, Birminghamu - simulační podpora návrhu a logistického řízení unikát-ního systému podzemní dopravy OLS u letiště Amster-dam Schiphol. březen 2013

Příklady využití simulace CW13 Modelování a simulace Příklady využití simulace Klasickou aplikací je návrh řešení logistických center a skladů obecně + nejrůznějších obslužných provozů. Další klasickou aplikací je realizovaná simulace globál-ních dopravních systémů pro společnost Shell – kom-plexní simulační model přepravy ropy a zemního plynu, umožňující průběžnou optimalizaci využití flotily tankerů společnosti. březen 2013

Příklady využití simulace CW13 Modelování a simulace Příklady využití simulace Použití simulace pro řešení – zde uvedených, i řady jiných – dílčích i ucelených aplikačních a reálných problémů, se již stalo standardem. Další aplikace a projekty lze najít v různých publikacích – časoposech, sbornících, na webu a i v knihách. březen 2013

Příklady simulačního SW CW13 Modelování a simulace Příklady simulačního SW Obecné nástroje simulace (MATLAB, COSMOL, FreeMat, SIMPLE++,…) Nástroje kontinuální simulace (AUTOSIM, Simula67, Simscript, DYMOLA,…) Diskrétní simulační nástroje (ARENA, Promodel, QUEST, Simula67, Witness, Simul8,…) Simulační nástroje systémové dynamiky (iThink, Powersim, Stella, Systems dynamics, Vensim,…) březen 2013

Příklady simulačního SW CW13 Modelování a simulace Příklady simulačního SW Název programu Jméno výrobce Internetová adresa AMEsim IMAGINE SA http://www.amesim.com/ Arena Systems Modeling Corp.  http://www.arenasimulation.com Automod Brooks Software http://www.brookssoftware.com/ DOSIMIS-3 SDZ GmbH http://www.sdz.de/inhalt/produkte_dosimis.html DynaWiz Concurrent Dynamics International http://www.concurrent-dynamics.com/ březen 2013

Příklady simulačního SW CW13 Modelování a simulace Příklady simulačního SW Název programu Jméno výrobce Internetová adresa EASY5 Mechanical Dynamics Inc. (MDI), a subsidiary of MSC.software http://www.boeing.com/assocproducts/easy5/ emPlant Tecnomatix Technologies Inc. http://www.ugs.com/products/tecnomatix/ Enterprice Dynamics Incontrol Enterprise Dynamics http://incontrol.nl/ březen 2013

Příklady simulačního SW CW13 Modelování a simulace Příklady simulačního SW Název programu Jméno výrobce Internetová adresa Flexsim Flexsim Software Products, Inc. http://www.flexsim.com/ gPROMS Process Systems Enterprise (PSE) Ltd.} http://www.psenterprise.com/ HCADWin NEM b.v. http://www.hcadwin.com/ ITI-SIM ITI GmbH http://www.iti.de/simulation/sim_about_e.htm ML Designer MLDesign Technologies, Inc. http://www.mldesigner.com březen 2013

Příklady simulačního SW CW13 Modelování a simulace Příklady simulačního SW Název programu Jméno výrobce Internetová adresa MMS nHance Technologies http://www.nhancetech.com/nht_web.nsf/WebPage!openform&p=Productsx ProDyn Ingenious Inc.  http://www.ingenious.cc/products/prodyn.htm Promodel ProModel Corporation  http://www.promodel.com/ QUEST DELMIA GmbH http://www.delmia.de/ ReThink Gensym http://www.gensym.com/ SES / Workbench Scientific and Engineering Software, Inc., MM Solutions Group http://www.mmsolutions.com/index.htm březen 2013

Příklady simulačního SW CW13 Modelování a simulace Příklady simulačního SW Název programu Jméno výrobce Internetová adresa ShowFlow Webb Systems Limited Distriburor v ČR VSP DATA a.s. http://www.showflow.co.uk/default2.htm Schedula Codework Italia srl http://www.codework-it.com/schedula/ SIMAS II CIMPACT Sarl http://www.cimpact.ch/products/products.html SimBax AICOS Technologies AG http://www.aicos.com/Production-logistics/Simbax.html březen 2013

Příklady simulačního SW CW13 Modelování a simulace Příklady simulačního SW Název programu Jméno výrobce Internetová adresa SimFlex Flextronics Corporation http://www.flextronics.com/ValueAdded/SimFlex/simflex.asp SIMPLORER Ansoft Corporation http://www.ansoft.com/products.cfm Universal Mechanism Laboratory of Computational Mechanics http://umlab.ru/ Witness Lanner Group Limited http://www.lanner.com/home/the_value_of_knowing.php březen 2013

Rozpoznání a definování problému CW13 Modelování a simulace Rozpoznání a definování problému Volba metody řešení Je vhodné použít simulací? Ne Ano Vymezení cílů Návrh a konstrukce simulačního modelu Verifikace a validace modelu Simulační běhy Experimentování s modelem Vyhodnocení výsledků Ověření a schválení výsledků projektu Nutnost aktualizace modelu? Konec Užití jiných metod Vývojový diagram použití simulačních a modelovacích technik březen 2013

Příklady využití simulace CW13 CW13 Modelování a simulace Příklady využití simulace březen 2013

WITTNESS * řešení výroby CW13 Modelování a simulace WITTNESS * řešení výroby březen 2013

Simul8 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 Modelování a simulace Úvod a základní ovládání SW prostředku Simul8 Položky, které prochází simulací v SW SIMUL8 se nazývají pracovní položky. Hlavní simulační objekty, ze kterých je v základě sestaven každý model, jsou základní prvky – lze je jednoduše umístit na pracovní plochu (working window) pouhým tažením z menu na levé straně pracovní plochy – viz další obrázek Zdroj: Simul8 - guide březen 2013

WITTNESS CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 Modelování a simulace Úvod a základní ovládání SW prostředku WITTNESS Základní lišta simulačních nástrojů Zdroj: WITTNESS - guide březen 2013

WITTNESS CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 Modelování a simulace Úvod a základní ovládání SW prostředku WITTNESS Základní pracovní okno Zdroj: WITTNESS - guide březen 2013

WITTNESS CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 Modelování a simulace Úvod a základní ovládání SW prostředku WITTNESS Základní pracovní okno – vložené prvky Zdroj: WITTNESS - guide březen 2013

WITTNESS CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 Modelování a simulace Úvod a základní ovládání SW prostředku WITTNESS Základní pracovní okno – box volby parametrů daného prvku Zdroj: WITTNESS - guide březen 2013

WITTNESS CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 Modelování a simulace Úvod a základní ovládání SW prostředku WITTNESS Lišta simulačních nástrojů - transport Zdroj: WITTNESS - guide březen 2013

WITTNESS CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 Modelování a simulace Úvod a základní ovládání SW prostředku WITTNESS Základní pracovní okno – funkční schrma Zdroj: WITTNESS - guide březen 2013

WITTNESS CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 Modelování a simulace Úvod a základní ovládání SW prostředku WITTNESS Základní pracovní okno – funkční schema ve 3D Zdroj: WITTNESS - guide březen 2013

WITTNESS CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 Modelování a simulace Základní pracovní okno – výroba chladičů březen 2013 Zdroj: WITTNESS - guide

WITTNESS CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 CW13 Modelování a simulace Úvod a základní ovládání SW prostředku WITTNESS Jeden z výsledných grafů Zdroj: WITTNESS - guide březen 2013

Simul8 CW13 Modelování a simulace Základní obrazovka březen 2013 Zdroj: Simul8 - guide

Každá ikona představuje objekt v simulaci. CW13 Modelování a simulace Simulace v SIMUL8 se skládá z objektů uložených ve struktuře odpovidající modelovanému reálu. Struktura je zastoupena na obrazovce několik objektů a linek, směrování šípy, spojující tyto objekty. Simulace se děje pomocí zobrazovacího pracovního okna, kde je nakreslena simulace. Každá ikona představuje objekt v simulaci. Zdroj: Simul8 - guide březen 2013

Simul8 CW13 Modelování a simulace Pro kontrolu a detailní nastavení parametrů jakéhokoli objektu = stačí na něj dvakrát kliknout. Hodiny určují pracovní dobu simulace a výsledky sběru výstupů za toto období. Při opakování simulačního běhu se parametry ani náhodný vstup nemění – není-li určeno jinak. Zdroj: Simul8 - guide březen 2013

Jsou označeny těmito ikonami: Simul8 CW13 Modelování a simulace Simulace v SIMUL8 má 5 základních objektů …. Jsou označeny těmito ikonami: Zdroj: Simul8 - guide březen 2013

Simul8 CW13 Modelování a simulace Work Entry Points - where work enters the simulation Vstupní bod modelu Storage Bins - where work waits to be processed Zásobník - fronta Work Centers - where work has something done to it Pracovní (zpracovatelské) centrum Work Exit Points - where work leaves the process Výstup z modelu Resources - Items, people or parts - are needed to help process work Zdroje – potřebné k funkci Pracovního centra Zdroj: Simul8 - guide březen 2013

Simul8 Výsledkový manager CW13 Modelování a simulace Results Manager Centrální sloupec dává vypočtený výsledek, tj. co očekáváme, za dlouhodobý průměr (byl-li čas za 1000 běhů ? if we had time to do 1000's of runs). Levé a pravé sloupce dávají údaj o tom, jak spolehlivá střední (průměrná) hodnota je. Zdroj: Simul8 - guide březen 2013

Simul8 CW13 Modelování a simulace Základní obrazovka – HO benzinka březen 2013 Zdroj: Simul8

…..… To bylo o SW zaměřeném na použití při modelování a simulacích. CW13 POKRAČOVÁNÍ PŘÍŠTĚ ……. To bylo o SW zaměřeném na použití při modelování a simulacích. …..… cw13 – 10. březen 2013

CW13 Děkuji za pozornost. březen 2013