Projektowanie logistyki magazynu

Projektowanie systemów transportowo- Projektowanie logistyki magazynu :: Projektowanie symulacyjne :: :: EXTEND SIM :: Piotr Sawicki Zakład Systemów Transportowych WMRiT PP pok. 742, tel. 61 665 22 e-mail: piotr.sawicki@put.poznan.pl URL: www.put.poznan.pl/~piotr.sawicki ver. 9.03.2015 r. Plan prezentacji à Wprowadzenie cel i zakres czym jest symulacja? dlaczego symulacja? rodzaje symulacji à Symulacje logistyki magazynu z zastosowaniem narzędzia EXTEND SIM ogólna charakterystyka narzędzia zasady prowadzenia symulacji z zastosowaniem EXTEND SIM analiza rzeczywistego przypadku à Podsumowanie 2 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 1

Wprowadzenie Cel i zakres à Zasadniczym celem zajęć jest zapoznanie z możliwościami zastosowania narzędzi symulacji do projektowania logistyki magazynu zidentyfikowanie różnicy pomiędzy symulacyjnym projektowaniem logistyki magazynu a innymi znanymi technikami projektowania à poznanie zasad prowadzenia symulacji w odniesieniu do obiektów rozpoznanie możliwości oferowanych przez oprogramowanie EXTEND SIM zastosowanie EXTEND SIM do przeprowadzenia symulacji na rzeczywistym przykładzie 3 Wprowadzenie Czym jest symulacja? à Czym jest symulacja? imitacja naśladowanie odzwierciedlanie działania rzeczywistego procesu lub systemu w czasie [J. Banks, 1999] wykonywanie eksperymentów przy użyciu modeli [W. Krug, 2000] à Czym jest model symulacyjny? logiczny opis sposobu funkcjonowania systemu / procesu formalny zapis umożliwiający prowadzenie symulacji optymalizacji (nurt zyskujący popularność w ostatnich latach: Simulation Optomisation) 4 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 2

Wprowadzenie Rodzaje symulacji à Klasyfikacja symulacji ze względu na zmienność parametrów systemu w czasie ciągłe (ang. continuous) à zmiana stanów w sposób ciągły, np.: wypływ wody dyskretne (ang. discrete) à zmiana stanów w sposób skokowy w odstępach czasu, np.: przybywanie pojazdów na stację paliw hybrydowe (ang. combined) à połączenie cech symulacji ciągłej i dyskretnej 5 Wprowadzenie Rodzaje symulacji à Klasyfikacja symulacji ze względu na język symulacji język symulacji (ogólny i specjalistyczny) język programowania symulacje zorientowane obiektowo à zastosowanie obiektów i zdarzeń których własności można modelować 6 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 3

Wprowadzenie Dlaczego symulacje? à Jakie są powody stosowania symulacji? metodyczne uwzględnienie zjawisk o charakterze dynamicznym obserwacja zmian wynikających z łącznego uwzględnienia zjawisk losowych (stochastycznych) praktyczne weryfikacja projektu jeszcze przed wdrożeniem (oszczędność czasu i pieniędzy) obserwacja zmian zachowania systemu w wyniku jednoczesnej zmiany kilku parametrów analiza wrażliwości rzeczywistego obiektu ocena projektu poznanie wewnętrznych interakcji występujących w złożonych systemach zrozumienie powodów ich występowania przewidywanie rezultatów uszczegółowienie wstępnego projektu (koncepcji); poziom szczegółowości określany na etapie modelowania) 7 Ogólna charakterystyka narzędzia à Podstawowe własności EXTEND SIM producent: Imagin That, Inc. USA narzędzie symulacji obiektowej modele ciągłe i dyskretne szerokie zastosowanie produkcja biznes komunikacja transport łańcuchy dostaw logistyka cena: 1.595 USD http://www.extendsim.com dostępna wersja demo 8 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 4

Ogólna charakterystyka narzędzia à Porównanie narzędzi symulacyjnych Narzędzie Producent Zastosowanie Cena [USD] Arena Rockwell Software Produkcja, łańcuch dostaw, zarządzanie zasobami ludzkimi, służba zdrowia, wojsko, magazynowanie, logistyka 25.000 AutoMod Brooks Automotion Lotnictwo, produkcja, magazynowanie, dystrybucja 24.000 ExpertFit Averill M.Law & Associates Produkcja, wojsko, transport, służba zdrowia, przebudowa procesów, usługi 795 Extend SIM Imagine That, Inc. Produkcja, procesy biznesowe, komunikacja, służba zdrowia, transport, łańcuch dostaw, logistyka 1.595 Flexim Flexim Software Products Inc. Produkcja, magazynowanie, dystrybucja, łańcuchy dostaw, transport 19.500 9 Ogólna charakterystyka narzędzia EXTEND SIM Model (Model) Biblioteki (Library) Pliki tekstowe (Text file) Okno modelu (window) Zbiory bloków Zbiory danych / komentarze Bloki (bloks) Połączenia (connections) 10 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 5

Ogólna charakterystyka narzędzia EXTEND SIM Wyjście (informacji) T time; U - utilization Model (Model) T U Okno modelu (window) Wejście (fizyczny przepływ) D Wyjście (fizyczny przepływ) Bloki (bloks) Połączenia (connections) Wejście (przepływ informacji) D demand Przepływ informacyjny Przepływ fizyczny Przepływ fizyczny Połączenia 11 Przepływ informacyjny Odzwierciedlenie zachowania fragmentu systemu Ogólna charakterystyka narzędzia EXTEND SIM Biblioteki (Library) Zbiory bloków à Najistotniejsze biblioteki Ogólna (Generic) wyłącznie obsługa przepływu informacji Ploter (Plotter) graficzna interpretacji wyników Proces (BPR)* bloki decyzyjne i przepływu fizycznego Zdarzenia dyskretne (Discrete event) bloki przepływu informacyjnego i fizycznego tylko dla zdarzeń dyskretnych Produkcja (Manufacturing) bloki przepływu informacyjnego i fizycznego nacisk na bloki odpowiedzialne za przemieszczanie Bloki indywidualne (Custom blocks) Inne * - Business Process Reengineering 12 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 6

Ogólna charakterystyka narzędzia EXTEND SIM Biblioteki (Library) Zbiory bloków à Uwagi dotyczące korzystania z bibliotek bloki zdarzeń dyskretnych i ciągłych nie mogą być łączone EXTEND wykrywa błędne połączenia poprawne i sprawne stosowanie bloków z poszczególnych bibliotek wymaga zapoznania się z własnościami poszczególnych bloków każdy obiekt ma swój syntetyczny opis zastosowania 13 à Główne kroki postępowania 1.0. Identyfikacja problemu 1.1. Rozpoznanie problemu 1.2. Analiza procesu / funkcjonowania systemu 2.0. Budowa modelu 2.1. Budowa fragmentu modelu (fragmentu procesu) 2.2. Weryfikacja fragmentu modelu 2.3. Budowa fragmentu modelu (fragmentu procesu) 2.4. Weryfikacja fragmentu modelu... 2.n. Weryfikacja ostatniego fragmentu modelu 3.0. Zastosowanie modelu 3.1. Wprowadzanie zmian 3.2. Ocena rezultatów zmian 3.3. Wprowadzenie zmian... 4.0. Przyjęcie ostatecznego rozwiązania 14 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 7

à 1.0. Identyfikacja problemu 1.1. Rozpoznanie problemu opis sytuacji Firma BAAD S.A. zajmuje się produkcją (...) patrz opis przypadku: PAKOWANIE Opis 15 à 1.0. Identyfikacja problemu 1.2. Analiza procesu (sekwencja działań) zastosowanie schematów EPC (wg metodyki A.W.Scheera, ARIS) Produkcja zaworów Wyprodukowane zawory Pakowanie zaworów do karton. pudełek Zawory w pudełkach Etykietowanie kartonowych pudełek Etykieta naniesiony na pudełka Pakowanie zbiorcze do K_02/01 Pudełka zapakowane do K_02/01 Pakowanie zbiorcze do K_02/02 Pudełka zapakowane do K_02/02 Pakowanie zbiorcze do K_02/03 Pudełka zapakowane do K_02/03 Etykietowanie opakowania zbiorczego Etykieta naniesiona na opak. zb. 16 Magazynowanie Piotr Sawicki, WMRiT, PP 8

à 1.0. Identyfikacja problemu 1.2. Analiza procesu (sekwencja działań) zastosowanie schematów EPC (wg metodyki A.W.Scheera, ARIS) Produkcja zaworów Wyprodukowane zawory Pakowanie zaworów do karton. pudełek Zawory w pudełkach Etykietowanie kartonowych pudełek Etykieta naniesiony na pudełka Pakowanie zbiorcze do K_02/01 Pudełka zapakowane do K_02/01 Pakowanie zbiorcze do K_02/02 Pudełka zapakowane do K_02/02 Pakowanie zbiorcze do K_02/03 Pudełka zapakowane do K_02/03 Etykietowanie opakowania zbiorczego Etykieta naniesiona na opak. zb. 17 Magazynowanie 2.1. Budowa fragmentu modelu... otwórz EXTEND SIM 18 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 9

2.1. Budowa fragmentu modelu / ustalenie globalnej skali czasu Czas zakończenia symulacji: po 4 godz. Jednostka czasu modelu 19 2.1. Budowa fragmentu modelu / Zegar symulacji count event ZEGAR SYMULACJI (Executive): Źródło: Zdarzenia dyskretne (Discrete event) Własności: Wyznacza rytmy prowadzenia symulacji Określa zdarzenie kończące symulację 20 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 10

2.1. Budowa fragmentu modelu / Zegar symulacji count event ZEGAR SYMULACJI (Executive): Źródło: Zdarzenia dyskretne (Discrete event) Własności: Wyznacza rytmy prowadzenia symulacji Określa chwilę zakończenia symulacji 21 2.1. Budowa fragmentu modelu / Ogólny widok Wyjście z systemu (tymczasowe) Pakowanie do kartonowych pudełek Harmonogram produkcji Rozkład czasu pakowania 22 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 11

2.1. Budowa fragmentu modelu / Harmonogramowanie Jednostka czasu start V PROGRAM (Program): Źródło: Zdarzenia dyskretne (Discrete event) Własności: Harmonogramowanie zadań; Odstępy czasu pomiędzy przybyciami 23 2.1. Budowa fragmentu modelu / Kolejka zadań L W F KOLEJKA (Buffer): Źródło: Produkcja (Manufacturing) Własności: Kolejka zleceń przed kolejną operacją Pojemność kolejki 24 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 12

2.1. Budowa fragmentu modelu / Pakowanie jednostkowe modelowanie: sposób 1 Czas trwania operacji Jednostka czasu T U S Station D down OPERACJA (Station): Źródło: Produkcja (Manufacturing) Własności: Określa czas niezbędny do zrealizowania operacji 25 2.1. Budowa fragmentu modelu / Pakowanie jednostkowe modelowanie: sposób 2 Czas trwania operacji Rand 1 2 3 ROZKŁAD LOSOWY (Random Number): Źródło: Ogólne (Generic) Własności: Określa rozkład czasu realizacji operacji Definicja modeli rozkładu 26 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 13

2.1. Budowa fragmentu modelu / Wyjście z systemu Exit 260 # WYJŚCIE (Exit): Źródło: Zdarzenia dyskretne (Discrete event) Własności: Przejmuje obiekty opuszczające system Liczy opuszczające obiekty 27 2.2. Prowadzenie częściowej symulacji à weryfikacja modelu Szybkość animacji Włączenie/wyłączenie animacji Przerwanie symulacji Uruchomienie symulacji 28 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 14

2.2. Prowadzenie częściowej symulacji à ocena wyników 29 2.3. Budowa kolejnego fragmentu modelu / Ogólny widok Kolejka do etykietowania Etykietowanie pudełek Odczyt asotymentu Kolejka do maszyny pakującej 30 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 15

2.3. Budowa kolejnego fragmentu modelu / Ogólny widok Czas pakowania asortymentu K_02/01, K_02/02, K_02/03 Liczba opakowań jednostkowych K_02/01, K_02/02, K_02/03 Wyjście z systemu (tymczasowe) 31 2.3. Budowa kolejnego fragmentu modelu / Etykietowanie F 0 U D C L W OPERACJA NA KILKU ELEMENT. (Activity, Multiply): Źródło: Zdarzenia dyskretne (Discrete event) Własności: Odzwierciedla czas trwania operacji Operacja na kilku elementach Czas trwania operacji Max jednoczesna liczba elementów 32 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 16

2.3. Budowa kolejnego fragmentu modelu / Pakowanie zbiorcze / dodanie do harmonogramu atrybutu: czas pakowania i asortyment Dodanie nazwy atrybutu Nazwa asortymentu Czas pakowania wg asortymentu 33 2.3. Budowa kolejnego fragmentu modelu / Pakowanie zbiorcze / podział na strumienie asortymentu A001, A002,..., A005 Pobranie nazwy atrybutu 34 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 17

2.3. Budowa kolejnego fragmentu modelu / Pakowanie zbiorcze / podział na strumienie asortymentu A001, A002,..., A005 Górny strumień dotyczy asortymentu nr 1, poniżej nr 2,... ostatni nr 5 35 2.3. Budowa kolejnego fragmentu modelu / Pakowanie zbiorcze T U S Station A D down OPERACJA wg WART. ATRYBUTU (Station, Attributes): Źródło: Produkcja (Manufacturing) Własności: Określa czas niezbędny do zrealizowania operacji Możliwość sterowania atrybutami Czas trwania operacji w [min] Atrybutem jest czas operacji 36 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 18

2.3. Budowa kolejnego fragmentu modelu / Pakowanie zbiorcze # demand GRUPOWANIE wg Zapotrzebowania Źródło: Produkcja (Manufacturing) Własności: Określa liczbę elementów, które należy połączyć (zebrać) Liczba gromadzonych elementów 37 2.3. Budowa kolejnego fragmentu modelu / Połączenie strumieni SCALENIE 5 (Combine 5): Źródło: Produkcja (Manufacturing) Własności: Łączy strumienie z max 5 źródeł 38 Nie wymaga definiowania żadnych dodatkowych parametrów Piotr Sawicki, WMRiT, PP 19

2.4. Prowadzenie częściowej symulacji à ocena wyników 39 2.4. Prowadzenie częściowej symulacji à ocena wyników 40 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 20

2.5. Budowa i weryfikacja ostatniego fragmentu modelu / Ogólny widok Kolejka do etykietowania opak. zbiorczych Etykietowanie opakowań zbiorczych Wyjście z sytemu 41 Rozkład czasu etykietowania: 7-11 min 2.5. Budowa i weryfikacja ostatniego fragmentu modelu / Etykietowanie opakowań zb. 42 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 21

Zastosowanie modelu à 3.0. Zastosowanie modelu 3.1. Ocena stanu istniejącego poprzez symulację / Graficzna analiza kolejek Interpretacja graficzna długości kolejek PLOTER ZDARZEŃ DYSKRETNYCH (Plotter, Discrete Events): Źródło: Plotery (Plotter) Własności: Drukuje przebieg zmian na podstawie informacji z obiektów 43 Zastosowanie modelu à 3.0. Zastosowanie modelu 3.1. Ocena stanu istniejącego poprzez symulację / Graficzna analiza kolejek 44 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 22

Zastosowanie modelu à 3.0. Zastosowanie modelu 3.1. Ocena nowego scenariusza poprzez symulację / Wprowadzenie zmian Dodanie maszyny o tej samej wydajności (zmiana z 3 na 6 wyrobów wspólnie obsługiwanych) 45 Zastosowanie modelu à 3.0. Zastosowanie modelu 3.2. Ocena nowego scenariusza poprzez symulację / Ocena zmian 46 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 23

Zastosowanie modelu à 3.0. Zastosowanie modelu 3.3. Ocena innego scenariusza poprzez symulację / Wprowadzenie zmian Podniesienie efektywności pakowania do opakowań jednostkowych. (skrócenie o 50% z 36 do 18 sec., z 54 do 27 sec., z 48 do 24 sec.) 47 Zastosowanie modelu à 3.0. Zastosowanie modelu 3.4. Ocena innego scenariusza poprzez symulację / Ocena zmian 48 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 24

Podsumowanie à Główne etapu symulacji 1.0. Identyfikacja problemu 2.0. Budowa modelu 3.0. Zastosowanie modelu à Najważniejsze uwagi dotyczące modelowania każdy model musi posiadać zegar czasu, który wyznacza rytmy symulacji umieszczany jest w lewym górnym narożniku na końcu każdego modelowanego strumienia musi znajdować się wyjście (Exit), które przejmuje i zlicza jednostki w tym strumieniu po każdym obiekcie, który wypycha jednostki strumienia należy umieścić kolejkę (Buffer) przed uruchomieniem symulacji konieczne jest zdefiniowanie globalnej skali czasu skala globalna dotyczy wszystkich obiektów skala lokalna dotyczy pojedynczego obiektu najkorzystniej jest budować model etapowo, weryfikując go po każdym etapie Podsumowanie à Realizacja zajęć ćwiczeniowych zastosowanie programu symulacyjnego EXTEND SIM do modelowania wybranych sytuacji związanych z logistyką przepływu materiałów w trakcie zajęć zastosowana będzie wersja demonstracyjna w wersji demonstracyjnej można otwierać i uruchamiać gotowe modele o dowolnej wielkości zmieniać parametry wszystkich bloków dodać max 25 nowych bloków i połączyć je ze sobą tworzyć własne obiekty w wersji demonstracyjnej nie można zapisywać efekty pracy drukować efekty pracy demonstracyjną wersję programu można pobrać ze strony: http://www.imaginethatinc.com/prods_demo_win.html 50 Piotr Sawicki, WMRiT, PP 25

Projektowanie systemów transportowo- Projektowanie logistyki magazynu :: Projektowanie symulacyjne :: :: EXTEND SIM :: Piotr Sawicki Zakład Systemów Transportowych WMRiT PP pok. 742, tel. 61 665 22 e-mail: piotr.sawicki@put.poznan.pl URL: www.put.poznan.pl/~piotr.sawicki ver. 9.03.2015 r. Piotr Sawicki, WMRiT, PP 26