Simulacioni softver - ttl.masfak.ni.ac.rsttl.masfak.ni.ac.rs/Programski paketi/Simulacija-Predavanje 4.pdf · MAŠINSKI FAKULTET NIŠ - PROGRAMSKI PAKETI 2007/2008 dr Miomir Jovanović

MAŠINSKI FAKULTET NIŠ - PROGRAMSKI PAKETI 2007/2008 dr Miomir Jovanović

1

Predavanje 4

Simulacioni softver

Softver za razvoj simulacionih modela može se podeliti na tri kategorije: • Prva, grupa koja koristi opšte objektno orijentisane jezike, kao što su C,C++ i JAVA. • Druga, grupa koja koristi programske jezike za simulaciju: GPSS/H, SIMAN V i SLAM II. • Treća, grupa koja koristi simulaciona okruženja. Ova kategorija uključuje softver sa

elementima grafičkog korisničkog interfejsa i razvijeno programsko okruženje za simulaciju.

U prvoj kategoriji, govorimo o simulaciji u Java-i. JAVA je programski jezik za opštu primenu i nije specijalno napravljen za simulacije. Java je izabrana jer ima široku primenu. Danas, veoma mali broj ljudi za opisivanje određenih događaja simulacionim modelima, koristi programske jezike. Ipak, kod određenih oblasti primene korisni su paketi bazirane na JAVA-i. U drugoj kategoriji, govorimo o GPSS/H, visoko struktuiran procesno-interaktivni simulacioni jezik. GPSS je napravljen za relativno lake simulacije rednih sistema, kao što su prodavnice na veliko, ali se koristio za simuliranje sistema velike složenosti. Prvi ga je predstavio IBM; danas, postoje razne primene GPSS-a, GPSS/H je jedan od najšire korišćenih programskih jezika. U trećoj kategoriji, izabrani su simulacioni softverski paketi koji se trenutno koriste, koji su preživeli i zadržali se godinama, sa različitim pristupima za pravljenje modela. Važna komponenta simulacionog okruženja je analitičar izlaza, koji se koristi za obavljanje eksperimenta i pomoć pri analizi. Za formiranje modela i opis karakteristika, koriste se četiri alata u softveru ili simulacionom okruženju: To su statistički alati za krajnju statistiku, intervali pouzdanosti i druga statistička merenja. Paketi danas nude optimizaciju zasnovanu na genetskim algoritmima, evolucionoj strategiji, rasutim pretraživanjima i drugim skoro razvijenim heurističkim metodama. Kao dodatak potreban za statističku analizu i optimizaciju, simulaciona okruženja nude upravljanje podacima, definisanje scenarija i vođenje upravljanja.

1.0 Istorijat simulacionog softvera Prema Nensu, istorija simulacionog softvera podeljena je od 1955. do 1986. na pet perioda. Nakon zimske konferencije za simulaciju 1992. Banks, Carson, Nelson i Nicol su dodali šesti period:

1. Period istraživanja (1955-60) Prvih godina, simulacija se obavljala u FORTRAN-u ili drugom programskom jeziku za glavnu namenu, bez posebnih simulacionih programskih rutina. U prvom periodu (1955-60), mnogo truda je potrošeno na istraživanja u oblasti unificiranja pojmova i razvoj rutina koje podržavaju simulaciju. Opšti simulacioni program od K.D.Tohera i D.G.Ovena (Toher,1960), smatra se za prvi ''jezički pokušaj''. Toher je identifikovao i razvio rutine koje su se mogle ponovo koristiti.

2. Period pojave programskih jezika za simulaciju (1961-65) GPSS (General Purpose Simulation System) je napravio Džefri Gordon u IBM-u 1961. GPSS je namenjen za brze simulacije komunikacija i kompjuterskih sistema. GPSS se zasniva na blok-dijagram predstavljanju (sličan dijagramu procesnog toka) i odgovarajući je za redne modele svih vrsta. Bio previše skup za to vreme da bi imao široku primenu.


2

Hari Marković (primio Nobelovu nagradu za svoj rad u Portfolio teoriji) obezbedio je glavni koncept vođenja za SIMSCRIPT, 1963. što je finansiralo američko vazduhoplovstvo. SIMSCRIPT je u početku dosta zavisio od FORTRAN-a, ali u kasnijim verzijama, evoluirao je u samostalni programski jezik za simulaciju (SPL). Inicijalna verzija se bazirala na rasporedu događaja. Filip J.Kiviat (laboratorija za primenjena istraživanja United State Steel Corporation) razvio je GASP (General Activity Simulation Program) 1961. U početku bio je baziran na ALGOL-u, kasnije na FORTRAN-u. GASP je kao i GPSS, koristio blok-dijagram simbole svojstvene inženjerima. Tokom ovog vremenskog perioda kreiran je programski jezik SIMULA i CSL (Control and Simulation Language) jezik za kontrolu i simulaciju.

3. Period oblikovanja jezika (1966-70) Revizija GPSS jezika GPSS/360 za IBM 360 kompjuter. SIMSCRIPT II je predstavljao veliki napredak u SPL-u. Njime je primenom slobodnijeg engleskog jezika oblikovan korisnički interfejs. Program SIMULA je Evropi doneo pojmove klasa i nasleđa, kao preteča modernih objektom orijentisanih programskih jezika.

4. Period ekspanzije (1971-78) Julian Rajtman iz NORDEN sistema predvodio je razvoj GPSS/NORDEN-a, jezika za vidljivu interaktivnu online radnu sredinu. Džejms O.Henriksen (Vulverin softver) usavršio je GPSS/H, izdat 1977. za IBM, kasnije mini kompjutere i PC. Bio je poznat po tome što je 5 do 30 puta bio brži od standardnog GPSS-a. Dopunjen novim osobinama, uključujući i interaktivni debager, postao je glavna verzija GPSS-a u današnjoj upotrebi. Alan Pritsker sa Purdue-a, napravio je GASP IV 1974. On je spojio stanje događaja kao dodatak vremenskim događajima, tako što je dodao podršku za aktivno skeniranje rasporedu događaja. Tokom ovog perioda razvijani su interfejsi prirodnih jezika, zajedno sa automatskim planiranjem izbora jezika. Ovi napori naišli su na ozbiljna ograničenja usled složenosti realnih sistema. Zato su napori dalje tekli u pojednostavljenju simulacionog modeliranja, pa je najviše uspeha u simulacionim sistemima napravljeno za aplikacije u uskim oblastima.

5. Period konsolidacije i preporoda (1979 -86) U petom periodu su SPL pisani za desktop računare (mikroračunare). Dva glavna naslednika GASP-a su se pojavila: SLAM II i SIMAN. (Simulation Language for Alternative Modeling) SLAM simulacioni jezik za alternativno modeliranje, kreiran je za višestruko i kombinovano modeliranje. Imao je perspektivu rasporeda događaja baziranu na GASP-u, mrežni izgled, poglede na objekte i softversku kompatibilnost. SIMAN (SIMulation ANalysis) je bio prvi značajni simulacioni izvršni jezik na IBM PC-u i napravljen da radi pod MS-DOS-om. Slično GASP-u, SIMAN je omogućio pristup rasporedu događaja programiranjem u FORTRAN-u i mogućnost nastavljanja simulacije.

6. Period integracije (1987-2003) Period do danas je poznat po razvoju SPL-a na personalnim računarima i pojavi simulacionih okruženja sa grafičkim korisničkim interfejsom, animaciji i drugim vizuelizacionim alatima GUI. Mnoga od ovih okruženja takođe sadrže analitičare ulaznih i izlaznih podataka. Neki paketi razvijali su grafičke rutine za postavljanje algoritama kojima je izbegavana upotreba složene programske sintakse. Skorašnji napredak je postignut u WEB baziranim emulacijama, u sklopu namene simulacije u upravljanju lancem snabdevanja.


3

2.0 Izbor simulacionog softvera Svake dve godine, OR/MS Today izdaje pregled simulacionog softvera. Izdanje iz 2003. je sadržalo 48 proizvoda, uključujući pakete za podršku simulacije kao što je analitičar ulaznih podataka. Postoje mnoga svojstva važna za izbor simulacionog softvera. Evo nekoliko saveta:

1. Ne fokusirajte se na jednu osobinu, kao što je lakoća korišćenja. Razmotriti preciznost i nivo postignutih detalja, lakoću učenja, podršku prodavca, i primenljivost u vašim aplikacijama.

2. Izvršna brzina je bitna. Ne misli se na uslove pri eksperimentalnom korišćenju tokom noći i preko vikenda. Brzina utiče na vreme usavršavanja. Tokom debagovanja, analitičar može da provede mnogo vremena u čekanju na rad dibagera pre nego što identifikuje grešku.

3. Paziti se reklamnih tržišnih tvrdnji i demonstracija. Mnogi reklameri koriste samo pozitivne osobine softvera. Pri demonstracijama nekog problema softver ga rešava vrlo lako, ali možda ne i vaš problem. Pitajte prodavca da reši malu verziju vašeg problema.

4. Paziti se opcionih kategorija. Izvršavanje i mogućnosti su ono što je važno. Većina paketa nudi vremensku licencu a ona varira u ceni i osobinama.

5. Korisnici simulacija pitaju da li simulacioni model može da se poveže i da koristi kodove i rutine napisane u opštim jezicima kao što su C, C++, ili JAVA. Ovo je dobra osobina, posebno kad spoljne rutine već postoje i pogodne su za ručnu primenu.

6. Grafičko modeliranje bazirano na simulacionom jeziku uklanja barijere uslovljene jezičkom sintaksom. Grafičko modeliranje ne uklanja potrebu za proceduralnom logikom i praćenje dibagovanja.

Tabela 1. Osobine pri izradi modela

Osobina Pregled modeliranja Sposobnost analize ulaznih podataka Grafičko pravljenje modela Uslovljeno usmeravanje Simulaciono programiranje Sintaksa Fleksibilnost unosa Sažetost modeliranja Slučajnost Specijalne komponente Objekti za kupce Kontinuirani tok Interfejs sa glavnim programskim jezikom

Opis Proces interakcije, perspektive događaja, i kontinuirano modeliranje, zavisno od potreba Procena empirijskih ili statističkih distribucija iz sirovih podataka Procesni tok, blok-dijagram, ili mrežni pristup Usmerene bitnosti bazirane na određenim stanjima ili osobinama Sposobnost da se doda proceduralna logika kroz visok nivo moćnog simulacionog jezika Lako razumevanje, sadržajnost, nedvosmislenost Prihvata podatke iz spoljašnjih arhiva, baza podataka Snažan rad, blokade Slučajno promenljivi generatori za sve obične distribucije eksponencijalni, trougaoni, jednolični i normalni proces. Upravljanje materijalom: vozila, konvejeri, mosne dizalice upravljanje tečnostima i teškim materijalima, komunikacioni sistemi, kompjuterski sistemi, call cenrti itd Ponovno upotrebljivi, podmodeli Rezervoari i cevi ili veliki konvejeri Kod u C,C++, JAVA, ili drugi glavni programski jezik


4

Tabela 2. Radno vreme okruženja

Osobina Opis Brzina izvršenja Veličina modela; broj promenljivih: Interaktivni debager Stanje modela i statistika Licenca radnog vremena

Mnogi radovi potrebni za scenarija i replikaciju. Uticaj razvoja je dobar kao i eksperimentisanja. Trebalo bi biti bez granica, Pratiti simulaciju do detalja u toku njenog rada. Sposobnost da pauzira, radi do daljnjeg; da prikaže status, osobine i promenljive itd. Prikazuje se u bilo koje vreme tokom simulacije Sposobnost menjanja parametara i korišćenja modela (bez promene logike) ili modela.

Tabela 3. Animacija i layout osobine

Osobina Opis Tip animacije Unos crteža i podataka o objektu Dimenzija Pomeranje Kvalitet pokreta Biblioteke običnih objekata Navigacija Pogledi Displej korak Birljivi objekti Zahtevi hardvera

Dijagram procesnog toka, Iz CAD crteža ili ikona 2D, 2D sa perspektivom, 3D Pokret stvarnosti ili indikatori stanja Gladak ili u trzajima Ekstenzivna prednacrtna grafika Zumiranje, rotacija Korisnik definisan, imenovan Kontrola animacione brzine Dinamičko stanje i statistika na osnovu selekcije Standardna specijalna video kartica, RAM

3.0 Pregled simulacionog softvera: Zadaci:

• Formiranje modela • Sprovodjenje simulacionog eksperimenta • Analiza rezultata • Prezentacija rezultata


5

Arena

Primena: Procesi poslovanja, strateško-ekonomske analize, Modeliranje:

• sa orjentacijom na tok • moguća kombinacija kontinuelno-diskretnog modeliranja • SIMAN kao jezik simulacije • Integracija sa Microsoft-ofice, Visio

Rukovanje:

• kompletno grafički interaktivno formiranje modela • modeli sastavljeni od modula sa prozorima parametara

Vizueliziranje: 2D – animacija kao standard Slabosti: Modeliranje sistema sa kompleksnim upravljanjem

Arena Basic, Standard, and Professional Editions su proizvodi Systems Modeling Corporation. Arena može biti korišćena za simulaciju izdvojenih i složenih sistema. Dopuna proizvoda Arena je OoptQuest for Arena, je optimizacioni paket.

Arena Basic Edition je centar savremenih poslovnih procesa potrebnih za analize visokih nivoa. Predstavlja radnju procesa u hijerarhijskom nizu formirajući za njega bazu podataka. Sadrži ugrađenu aktivnu bazu vrednovanja i tesno je povezan sa bazom softvera Vision. Arena Standard Edition je dizajniran za detaljnije modele pojedinačnih i ukupnih sistema. Dizajnirana 1993, Arena je sadržala objektivnu bazu kreiranu za isključivo grafički model razvoja. Simulacioni modeli su izgrađeni od grafičkih objekata, nazvani modeli da bi definisali logički sistem i neke fizičke komponente kao što su mašine, operatori i službenici. Modeli su predstavljeni ikonama i povezani podatkom unešenim u prozor dijaloga. Ove ikone su povezane sa određenim entitetom koji je u toku. Modeli su organizovani u šablonima (templejti). Arena templejt je središte kolekcije pod uslovom da je modul generalno namenjen karakteristikama modeliranja svih tipova aplikacija.U dodatku standardnih karakteristika kao što su izvori, nizovi, logički proces i sistem podataka, Arena templejt uključuje module usmerene na specifične proizvodne aspekte i materijalno – ručne sisteme.

Arena Professional Edition poboljšava mogućnosti obrade korisničkih objekata simulacije do određenih komponenti realnog sistema uključujući terminologiju, logičke procese, informaciju izvođenja mera i animaciju. Familija Arena takođe obuhvata proizvode urađene specijalno za model pozivnih centara i proizvodnih linija velike brzine, nazvaneArena Contact Center and Arena Packaging.

U cenru Arene je SIMAN simulacioni jezik. Za animirajuće simulacione modele Arenin centar modelnih konstrukcija je praćen standardnim graficima za prikazivanje niza, statusa izvora prihoda, i mnogih entiteta. Arenine 2-D animacije su kreirane koriščenjem alata za crtanje (drowing tools) i pomoću clip art-a, AutoCAD, Visio, i drugih grafika.

AutoMod Primena: Sistemi toka materijala – transport, skladištenje, komisioniranje Modeliranje:

• Orjentisano na tokove u procesu, • Templejti sa parametarskim sadržajem, • Upravljanje simulacijom preko sopstvenog simulacionog jezika, • Kompleksno modeliranje upravljanja, • Prikaz (slika) kontinualnih procesa (hemiska industrija)


6

Rukovanje: • kompletno grafički-interaktivno formiranje modela • sopstvena površina korisnika (IRIX + Windows)

Vizualiziranje

• 3D- predstavljanje u razmeri • video sekvence sa upravljanjem kamerama

Slabosti: Glavna površina korisnika i presečna mesta podataka

Auto Mod Product Suite je razvijen u Brooks Automation ( Rohrer, 2003 ). Obuhvata Auto Mod Simulation paket, AutoStat za eksperimente i analizu, Auto View za izradu AVI filmova instalirane 3–D animacije. Glavni cilj Auto Mod simulacione proizvodnje su proizvodni i materijalno ručni sistemi. Snaga Auto Moda je u opisivanju velikih modela korišćenih za planiranje, operacione odluke podrške, i testiranje kontrolnih sistema.

Auto Mod ima instalirane templejte za uglavnom slične (material-hanling) materijalno–obradne sisteme, ukjlučujući prevozne sisteme, pokretne trake, automatizovana skladišta i obnovljene sisteme, mosne dizalice, slobodne trake, i kinematiku robota. Sa njihovim Tanks i Pipes modulima, takođe podržava kontinuitet modeliranja fluida i tretman tovarnog materijala.

Pathmover sprovodni sistem može biti korišćen kao model liftnog prenosa, ljudskog hoda, ili kolica na guranje, automatizovano vođenje, kamiona i automobila. Svi pokretni templejti su zasnovani na 3-D crtanju (nacrtane ili prenete iz CAD-a kao 2-D ili 3-D. Sve komponente templejta su visoko parametarizovane. Npr., konvejer templejt čine konvejer delovi stanica za upravljanje utovarom i premeštanjem, motori i foto ćelije. Delovi su određeni dužinom, širinom, brzinom, anceleracijom i tipom (akumuliranje ili neakumuliranje) i još drugim specijalizovanim parametrima. Photo – eyes blokira i čisti vreme zaustavljanja toka koje olakšava modeliranje detaljne logike konvejera.

Kao dodatak material-handling templejtima, AutoMod sadrži više simulacionih programskih jezika. Njegova 3-D animacija može biti viđena iz bilo kog ugla ili perspektive realnog vremena. Korisnik može slobodno zumirati pan ili rotirati 3-D prikaz.

Auto Mod model obuhvata jedan ili više sistema. Sistem može biti ili procesni sistem, u kome su tok i kontrola određeni, ili pokretni sistem, zasnovan na jednom od material – handling templejta. Model dozvoljava ponovo korišćenje razvijenih sistema i objekata u drugim modelima.


7

Procesi mogu sadržati logički kompleks da bi kontrolisali bilo koji proizvodni tok materijala ili kontrolne poruke, način tretmana tovara (sa ili bez korišćenja prenosnog sistema). U Auto Modu, tovari ( proizvodi, delovi itd.) prenose se iz procesa u proces i učestvuju u formulisanju resursa (oprema, operatora, vozila, reda čekanja). Tovar je aktivni entitet - aktivna instrukcija u svakom procesu. Da bi se kretali kroz proces, tereti mogu koristiti konvejer ili vozilo u pokretnom sistemu. eMPlant Tecnomatix (http://www.tecnomatix.com/) Primena: Proizvodnja, montaža i demontaža (automobilska industrija), Modeliranje: Sa orjentacijom na objekat, hijerarhijska struktura modela, obimni statistički podaci. Rukovanje: Grafički interaktivno formiranje modela, Obimna biblioteka unapred gotovih ugradnih

elemenata, Ugradni elementi promenljivi od strane korisnika, Vizualiziranje: 2D-animacije kao standard

Enterprise Dynamics Incontrol Enterprise Dynamics (http://www.enterprisedynamics.com/) Primena: Za transportne sisteme (kolica sa induktivnim vodjenjem -FTS, dizalice, transporteri), Modeliranje: Hijerarhijsko modeliranje sa orjentacijom na tok, Atom-koncept: tzv. atomi kao

osnovni objekti u elektronskim podacima (ED), Atomi reprezentuju proizvode kao i resurse i objekte, Upravljanje simulacijom (Routing itd.) preko atom-parametara.

Rukovanje: Grafički interaktivno formiranje modela, layout preko rasporedjivanja (odredjivaja

mesta) i povezivanja atoma, standardne biblioteke za atome, moguće je i novo generisanje, ponovno korišćenje.


8

ProModel ProModel Solutions (http://www.promodel.com) Primena

• Farmacija i medicinske nauke (MedModel) • Proizvodni i sistemi tokova materijala (ProModel) • Sistemi usluga (ServiceModel)

Modeliranje: Logika odlučivanja bazirana na pravilima, Sopstveni jezik simulacije. Rukovanje: Grafička površina korisnika, Moduli za Input i Output analizu podataka

Quest

Delmia von Dassault Systemes (http://www.delmia.de)

Primena: Industriska proizvodnja, Cilj: virtuelna fabrika


9

Modeliranje:

• Biblioteka ugradnih komponenata bazirana na objektu • Dopunski programski jezik SCL (Simulation Control Language)

Rukovanje:

• Grafička površina korisnika • Zajednička banka podataka svih Delmia modula • Presečna mesta prema drugim Delmia modulima (npr. simulacija robota, CAD-sistem)

Vizualiziranje: 3D- animacija

QUEST® je ponuđen od strane Delmia Corp.QUEST (Quening Event Simulation Tool ) je proizvodno orjentisan simulacioni paket. QUEST kombinuje objektno-orijentisanu 3-D simulaciono okruženje sa grafičkim korisničkim interfejsom i marterial-flow (tokovi materijala) modulima za modeliranje automatizovanog procesa instrukcija za sprovođenje, kinematskih objekata, dizalica, fluida, izvora snage i pogona i automatizovanog pretovarnog sistema. QUEST modeli objedinjuju 2-D i 3-D CAD geometrijske prikaze i stvarnu fabričku okolinu.

Delmia nudi radne ćelije simulacije (uključujući IGRP®) za robotičku simulaciju i programiranje i ERGO™ za ergonomsku analizu. Roboti i ljudski zasnovane radne ćelije koje su simulirane u IGRIP i ERGO mogu biti uključene u QUEST modele vizualno i numerički.

Delmia omogućava dalju integraciju sa QUEST i matematičkim tehnologijama kroz PROCESS ENGINEER™ . Manufacturing Hub infrastruktura iza ovog softvera sadrži predmetno orjentisane podatke za skladištene proizvode, procese i izvore odjekata koje su konfigurisano –vodeće i efektivno – kontrolisane.

QUEST model ima elemente iz brojnih klasa elemenata. Instalirane klase elemenata uključuju AGV i transportere, subizvore, buffer, konvejere, pogon sistema, radnu snagu, delove, delove kontejnera i operacije. Svaki element ima geometrijski povezane podatke i parametre koji određuju njegovu funkciju. Delovi mogu imati uobičajne i kontrolne metode prema delovima koji slede.

Uobičajne potrebne funkcije su izdvojene iz određenog menija, mnogi parametri su dodati. Za jedinstvene probleme mogu biti korišćeni Delmia′s QUEST Simulation Control Language

(SCL).Ovaj strukturni simulacioni – programski jezik podržava distribucioni proces sa uspehom kod svih sistematskih promenjivih. SCL omogućava korisniku da odredi uobičajno ponašanje i da poveća kontrolu nad simulacijom.

Delmia QUEST otvara arhitekturu koja omogućava napredovanje korisnika ka realizaciji mnogih simulacija automatskim odabiranjem i tabeliranjem podataka korišćenjem Batch Control Language ( BCL). Odgovori i parametarna optimizacija su kontrolisani sa brojnim komandnim fajlovima ili OptQuest optimizacionim softverom.

Izlaz je moguć numerički na oba načina (sa statičkim izveštajima mehanizama) i virtualno ( sa prikazima virtualne fabrike kroz animaciju). Statistički izlazni rezultati su dostupni kroz grafički korisnički interface ili spolja kroz HTML i mogu biti uprošćeni pomoću XML ili BCL. Digitalni filmovi mogu biti kreirani iz animacija.

Witness Lanner Group, http://www.lanner.com Primena

• Simulacija proizvodnje • Mašinski jako orjentisano formiranje modela

Modeliranje: Modeliranje na bazi Templatakoje se programiraju Rukovanje: Grafička površina korisnika Vizualiziranje: 2D- animacije Slabosti: Slaba animacija, Mali bibliotečki obim, Nema ugradnih elemenata specifič. za korisnika.


10

WITNESS (Lanner Group) ima zasebnu verziju za proizvodne i uslužne industrije. Sadrži brojne elemente za izdvojene delove proizvodnje. Takođe sadrži elemente kontinuiranog procesa, kao što su tok fluida kroz procesore, rezervoare i cevi.

WITNESS modeli su zasnovani na šablonskim elementima. Mogu biti tipični i kombinovani u obliku modularnih elemenata i templova za ponovno korišćenje. Standardni mašinski elementi mogu biti izdvojeni u grupi, proizvodnji, montiranju, mnogim mestima i mnogim tokovima. Drugi izdvojeni elementi modeliranja uključujući različite tipove konvejera, traka, radne snage, i vidova transporta.

Modeli su prikazani u 2-D prikaznoj animaciji sa različitim windows nivoima; postoje izborni displeji procesnog toka i upravljački elementi. Modeli mogu biti izmenjeni i sačuvani kao bilo koji tekući deo za dati pretovar.

Izborni WITNESS modeli obuhvataju WITNESS VR virtualne realnosti 3-D prikaza modela koji je aktiviran grafičkom kontrolom opremom radne stanice. Drugi WITNESS modeli uključuju povezivanje sa CAD sistemima, WITNESS Optimizer-om.

WITNESS ima object–model i Active X kontrolu za simulaciono uključivanje i obuhvata direktno povezivanje podataka sa Microsoft Excel, MINITAB i OLEDB baze podataka. XML forma podataka čuva ponuđene dodatke funkcionalno povezane.

SIMUL8 SIMUL8 (SIMUL8 Corporation) prvi put je predstavljen 1995. U SIMUL8, modeli su kreirani crtanjem toka rada na računaru, korišćenjem brojnih ikona i strelica radi prikaza niza i izvora u sistemu. Nedostajuće vrednosti se sprovode preko svih postojećih ikona, pa animacija može biti prikazana rano u toku procesa modeliranja. SIMUL8 se koristi za uslužne delatnosti u industriji.

SIMUL8 ima templejte i komponente. Šabloni su zasnovani na pojedinačnim ponavljajućim odlukama koje mogu biti brzo parametarizovane da zadovolje specifične zahteve kompanije. Komponente su definisane ikone od strane korisnika koje mogu biti ponovo korišćene i podeljene tokom kompanijskih simulacija. Ovo skraćuje vreme izrade simulacije, standardizuje neke situacije i često menja veći deo kolekcije podataka tokom simulacije.

SIMUL8 Corporation's se razlikuje od većine drugih paketa. Namenjene je za simulacije u raznovrsnim poslovima. Ne zahteva visoko obučene profesionalace. SIMUL8 čuva svoj simulacioni model i podatke u XML formatu pa ga je lako preneti u druge aplikacije.Omogučava i neke nesimulacione sposobnosti koje ga čine sposobnim za kreiranje korisničkog interfejsa, dijalog ili slobodnu formu. SIMUL8 ima VBA interfejs i podržava Active X/COM.


11

AutoMod – Osnove Modeliranje sa aspekta orjentacije na proces:

• Transportno sredstvo (nosač): load (tovar): - Transportna jedinica (paleta, container...) - Nalog, paket podataka, - Transportno sredstvo - nosač za simulaciju

• load poseduje atribute: Typ: Integer, Real, String...

• Load (tovar) se kreće kroz sistem od jedne procedure do sledeće

Modeliranje AutoMod-om Sistema tokova materijala

Sl. 6.11 Transportni sistemi bez vozača FTS

Simulacione studije Literatura

- VDI - uputstva 3633 Simulacija logistiških, proizvodnih i transportnih sistema (tokova materijala)

- VDI – uputstva 4465 (još ne publikovana)

Procesi formiranja modela


12

Oblasti primene simulacionih studija

• Ocena izabrane koncepcije, Oceniti izvodljivost slučaja, Odrediti karakteristične veličine učinka (sposobnosti).

• Nabavka i prodaja

Vizualizirati sistemska rešenja, Podržati komunikaciju.

• Planiranje

Razviti i optimirati layout i upravljanje.

• Pripremiti puštanje u rad Ovladati efektima uhodavanja.

• Rad

Utvrditi rezerve učinka, Funkcije optimirati.

Odvijanje simulacione studije

a. Analiza problema, procena obima i troškova, b. Definicija zadataka i ciljeva, c. Pronalaženje (uzimanje) podataka, d. Uspostavljanje i verifikacija modela, e. Eksperimenti na modelu i analiza rezultata, f. Dokumentacija i prezentacija rezultata.

Personal

• Dobar zajednički rad svih učesnika, od značaja je za svaki korak simulacione studije • Krug učesnika: - Korisnici logističkih sistema, ⎫ - Planeri transportnog sistema (toka materijala), ⎬ Konzumenti (kupci) - Proizvođači transportno-skladišne tehnike, ⎭ - Stručnjaci za upravljanje, - Ostali specijalisti po strukama.

Analiza problema, procena obima i trškova studije Kupac

• Formuliše ekonomske i tehničke ciljeve za oblikovanje i izmene svog logističkog sistema. Peduzeće koje pruža usluge simulacije

• Ispituje, da li postavljeni problem ima smisla i da li ga ekonomski treba obraditi, • Razvija i razrađuje ponudu za simulacionu studiju.

Formulisanje zadataka i ciljeva Kupac

• Postavlja zadatak i okvir oblikovanja mogućih varijantnih rešenja, • Imenuje partnera za razgovore i razjašnjava okolnosti, • Utvrđuje okvirne termine.


13

Peduzeće koje pruža usluge simulacije

• Opisuje polaznu situaciju i bazu podataka za simulacionu studiju, • Formuliše merljive kriterijume za ocenu varijantnih rešenja.

Postavljanje cilja

• Poboljšanje sistemskih znanja i raspoznavanje međusobnih delovanja, • Analiza:

• analiza slabih mesta, • analiza ”šta bi bilo kad”, • analiza osetljivosti

• Dimenzionisanje i optimizacija, • Uspostavljanje uputstva za razgovore (pregovore) i rad, obrazovanje-osposobljavanje osoblja

za opsluživanje, svrha školovanja. Pronalaženje (uzimanje) podataka Kupac

• Stavlja na raspolaganje opisivanje procesa, tehničke podloge i relevantne podatke logističkog sistema, • Proverava dokumentaciju baze podataka čini je dostupnom, • Daje postavljeni cilj i okvire oblikovanja za optimizaciju.

Peduzeće koje pruža usluge simulacije

• Istražuje relevantne podatke, priprema ih, preispituje ih na postojanost i konzistentnost, • Dokumentuje bazu podataka simulacione studije.

Opisivanje sistema i procesa

• Iterativni proces, • Intenzivna komunikacija.

Određivanje relevantnih podataka

Sistem Opisivanje problema i postavljanje cilja

Opisivanje sistema i procesa

Opisivanje problema i postavljanje cilja

Strukturna i funkcionalna Analiza

Dokumentacija

Dekompozicija / delovi problema veličine cilja putevi rešenja putevi rešenja

Dobijanje podataka Uprošćenje / apstrakcija

Pomoćna sredstva Komunikacija


14

• Ulazne veličine, • Objekti sistema, njihove osobine i odnosi, • Promena stanja sistema, • Uticaji okruženja deluju na sistem, • Varijabilne i konstantne veličine sistema, • Veličine sistema koje utiču (mogu se regulisati) i veličine sistema bez uticaja, • Izlazne veličine.

Utvrđivanje granica sistema

Planirani sistem Postojeći sistem Dobijanje podataka

Hipotetično na bazi iskustva odnosno saznanja o sličnim sistemima

Na origimalu

Potrebna eksperimentalna znanja Fundirana znanja i bogato iskustvo u struci

Detaljna sistemska i procesna znanja

Metode Refa, MTM, predhodno data vremena Direktno kroz merenja ili indirektno

Uzimanjem podataka iz rada dnosno projekata (obuhvatanje vremena, BDE)

Tehnički podaci:

• o strukturi (npr. fabrički layout, saobraćajnice, lokacije stalnih mesta), • o proizvodnji (npr. mašine, učinak, rata opsluživanja, vreme korišćenja), • o toku materijala (npr. transportna sredstva, putevi, brzine, kapacitet, vreme takta), • o toku informacija (npr. vremena prenošenja, vremena reakcije, raspoloživost informacija o procesu).

Podaci o opterećenju sistema:

• radni nalozi (proizvodni i transportni nalozi, narudžbine, količine, termini, redosled), • proizvodnja (npr. plan rada, sastavnice, karakteristike), • WIP – work i proces (rad u procesu),

Podaci o organizaciji:

• radno vreme (npr. radni dani, smene, regulacija pauza) • raspored resursa (npr. personal, mašine, transportna sredstva, pomoćna transportna sredstva) • odvijanje organizacije (npr. strategije, pravila, ristrikcije, odgovornost)

Šema jednog transportnog toka sa preusmeravanjem preko obrtnog stola


15

Uspostavljanje i verifikacija modela Kupac-korisnik: proverava ponašanaja modela. Preduzeće koje pruža usluge simulacije:

• razvija model simulacije, • verifikuje i validira model simulacije pomoću referentnih podataka i iskustva.

Određivanje relevantnih aspekata modela:

• odlučivanje o o mogućim uprošćenjima na modelu, • upravljanje na osnovu postavljenog zadatka ili cilja, • subjektivni pogled i iskustvo pri uspostavljanju modela, • važnost usaglašavanja svih učesnika kroz komunikaciju, • dokumentacija uprošćavanja i postojeća ograničenja u iskazivanju snage modela.

Eksperimenti sa simulacionim modelima Kupac-korisnik: Učestvuje u razvoju i oceni alternativnih rešenja. Preduzeće koje pruža usluge simulacije:

• kroz analizu simulacionog modela objašnjava pitanja koja su definisana postavkom zadatka , • optimira ponašanje sistema kroz varijaciju parametara i promenu algoritma upravljanja, • vrši nadzor u fazi ulaska sistema u oscilatorni rad, • stohastički model simulacije sa slučajnim raspodelama kao ulaznim veličinama, • prikupljanje statističkih podataka pri radu simulacionog modela, • jedan simulacioni tok donosi slučajni događaj jednog eksperimenta kao izlaz pa za izračunavanje podataka

treba ostvariti više simulacionih tokova sa promenljivim slučajnim brojem prolaza, • pomoćno sredstvo kod AutoMod simulacije: Debugger, Business Graphics, Run Control, • Rezultati nakon 30 sati simulacija,

Dokumentacija i prezentacija Kupac-korisnik: ispituje postizanje cilja i uzima izveštaj o simulaciji. Preduzeće koje pruža usluge simulacije:

• dokumentuje rešenje postavljenog zadatka i rezultate studije izveštajem o simulaciji, • prezentuje rezultate simulacije, • za slučaj potrebe predaje simulacioni model.

Koraci simulacione studije:

1. Definicija zadataka i ciljeva

2. Pronalaženje podataka

3. Uspostavljanje i verifikacija modela

4. Eksperimenti na modelu i

analiza rezultata

5. Dokumentacija i prezentacija rezultata

Formulacija problema

Prikupljanje podataka

Izrada-definisanje modela

Verifikacija / Validiranje

Izvodjenje eksperimenta

Izračunavanje

Documents

Simulacioni softver - ttl.masfak.ni.ac.rsttl.masfak.ni.ac.rs/Programski paketi/Simulacija-Predavanje 4.pdf · MAŠINSKI FAKULTET NIŠ - PROGRAMSKI PAKETI 2007/2008 dr Miomir Jovanović