Комплекс AnyLogic для имитационного моделирования производственных систем: первые впечатления

Имитационное моделирование процессов производства связывает между собой все сферы изготовления изделия: разработку производственного процесса, моделирование производственного процесса и подготовку технологии производства, а также управление производством. По результатам такого моделирования должны быть четко регламентированы параметры перемещения заготовок и деталей. Результаты имитационного моделирования не «вычисляются по формулам», как это имеет место при применении аналитических моделей, а являются продуктом статистической обработки данных, наблюдаемых и фиксируемых в процессе обработки моделирующей программы. Принципиальные возможности метода весьма велики, он позволяет при необходимости исследовать системы любой сложности и назначения с любой степенью детализации. Ограничениями являются лишь мощность используемой ЭВМ и трудоемкость подготовки сложного комплекса программ.

С использованием имитационного моделирования можно произвести неограниченное число экспериментов с различными параметрами. Использование имитационного моделирования в процессе управления производством позволяет спрогнозировать поведение и будущее состояние производственной системы, что существенно повышает точность разрабатываемых планов производства.

С другой стороны модель дает возможность оценить альтернативные варианты управленческих воздействий, тем самым, повышая качественный уровень принимаемых управленческих решений. Имитационное моделирование позволяет описать структуру системы и ее процессы в естественном виде, не прибегая к использованию формул и строгих математических зависимостей.

В рамках своей деятельности пришлось столкнутся с интересным программным продуктом для моделирования, называется он AnyLogic. Учитывая, что определённое время своей трудовой деятельности я потратил на составление бизнес планов и составление бюджетов, используя при этом старый добрый Excel, продукт меня очень заинтересовал обещаниями невероятных возможностей. Поэтому, я счёл возможным потратить своё время на изучение данного продукта. В связи с этим хочу поделиться своими мыслями по данному поводу. Первое знакомство началось с открытой методички «AnyLogic за три дня» и, нужно отдать должное составителям, материалы в ней предоставленные действительно можно освоить за 3 дня, специалистом при этом вы, конечно, не станете, но начнёте ориентироваться в интерфейсе и захотите больше разобраться в системе потому что появляется желание применить к реальной ситуации, а знаний, полученных из «курса молодого бойца» не достаточно.

Поэтому сразу могу порекомендовать пособия: Боев В. Д. «Компьютерное моделирование», Куприяшкин, А.Г. «Основы моделирования систем». Написаны простым языком, без «воды» по делу. Рассматриваемые решения можно применить на практике. Но всё-таки вернёмся к возможностям.

Так как меня интересовало, в первую очередь, прикладное применение системы и, соответственно, моделирование производственных процессов, я сосредоточился на дискретно событийном и агентском моделировании.

Первое отличие от электронных таблиц в том, что модель является выполняемой, вы её запускаете и она определяет траекторию изменения системы в соответствии с заданными правилами, вы можете проследить её выполнение от операции к операции.

При моделировании в таблицах мы, как правило, рассматриваем финансовые потоки и товарные потоки как линейно протекающие события. При моделировании мы можем заложить циклы, связанные с накапливанием и с повторной обработкой продукции (скажем, в случае производственного брака) (рис 1.)

Рис 1.

При этом, каждая операция может требовать ресурсов: оборудование, персонал, транспорт, погрузчик, … и без соблюдения данных условий операция не начнётся. Не важно, что у вас три терминала и теоретически вы можете разгрузить 24 машины в день (3 терминала х 8 часов <рабочий день>)/ 1 час <время на разгрузку машины>) У вас 1 кладовщик и без него разгрузка не проводится значит 8 машин в день, а если учесть время на оформление документов и того меньше.

Но это, как бы было ожидаемо и понятно, интересно то что, запуская виртуальный объект обработки в систему мы можем в нем прописать его маршрут по виртуальному производству. (рис. 2) Либо, загрузив в него технологическую карту и каждый станок будет считывать необходимую информацию, либо присвоив код, по которому объект будет опознан, тут, как говорится на вкус и цвет… Но важно то, что станок будет «знать» что деталь А нужно обрабатывать 40 минут, а деталь Б два с половиной часа.

Рис 2

Кроме этого, деталь по пути соберёт информацию сколько времени занял производственный процесс, а также сколько времени ушло на обработку и сколько времени она пролежала на складе. В процессе прогона модели можно собрать самую различную статистику. (рис. 3) Причем ВНИМАНИЕ можно собрать прямые затраты на производство продукции. Отработал станок час – упала копеечка в копилку, увез погрузчик на склад плюс – ещё копеечка и так далее, пока продукция не попадёт на склад готовой продукции.

Рис 3

Инструментарий для анализа и отображения ситуации колоссальный. Про то, что каждый элемент оборудования может жить своей жизнью – тоже отдельная история, оборудование может обслуживаться, может ломаться и всё по своему индивидуальному графику. Что тоже добавляет определённые краски в общую картину.

Отдельное спасибо разработчикам за возможность визуализации процессов. Перемещая продукцию от одного оборудования к другому мы можем задать время на перемещение, а можем указать точки на схеме и задать скорость движения (например, погрузчика). Процессы производства тоже могут быть привязаны к конкретным координатам, что позволяет привязать процессы в пространстве и сделать качественную визуализацию процессов производства. При этом визуализация может быть, как двухмерной, так и трёхмерной (рис. 4)

Рис 4

Согласитесь, что презентационная ценность такого отображения в разы превосходит и таблицы, и, даже, графики. Но я затеял написание этой статьи не для того что бы рассказать про AnyLogic. Найти описания, рекламу и вебинары по моделированию в интернете не проблема, там очень подробно рассказано, и показано и объяснено. Есть в этой истории ложка дёгтя.

При всей безусловной полезности и практичности, к сожалению, до сих пор моделирование остаётся экзотическим развлечением для крупных компаний. Этому способствуют как сгущение красок компаний, представляющим услуги по моделированию, о невероятной уникальности специалистов этим занимающихся, так и цены на программный продукт, для моделирования, который не по карману средним компаниям. От этого проигрывают все.

Повторяется история со всеми любимым Excel, люди, которые составляют неплохие модели, как правило, далеки от производства, поэтому модели, которые они составляют больше напоминают выжимки из учебных пособий по экономике, те, кто неплохо разбирается в производстве, как правило, имеет очень зачаточное представление о возможностях электронных таблиц.

В результате, формируется две группы: одна может моделировать, но от недостатка информации модели очень далеки от действительности, и вторая, понимающая суть взаимодействий, но не способная это выразить в формулах. Неплохой результат получается в компаниях в которых работают качественные экономисты, как правило молодёжь, имеющая навыки работы с компьютером. То есть специалисты в рамках своих обязанностей хорошо разбирающихся в производстве, владеющие инструментарием и имеющие время на творческое осмысление своих знаний. Последнее не маловажно, так как специалист, загруженный текучкой, не имеет времени на самообразование и систематизацию знаний.

К чему это отступление? Да к тому что, по моему мнению, с моделированием происходит тоже самое. Группы, занимающиеся моделированием очень академичны и далеки от реального производства в результате их навыки, становятся бессмысленными, потому что без нюансов конкретного производств модель будет мёртвой. Те же, кто в этом разбирается лишены возможности попробовать свои силы в данном процессе так как мало какая компания готова оплатить лицензию ради «попробовать экономистам». Получившийся замкнутый круг нужно как-то разрывать. И путь к этому я вижу во взаимном проникновении. А именно, после моделирования на предприятии, помимо модели, должна оставаться лицензия на систему, и специалист способный с ней работать (править, вносить изменения).

В этом процессе очень сильно бы помогла позиция разработчиков, если бы они скажем поняли, что продать 10 лицензий за четверть цены лучше, чем одну за полную стоимость.

Ведь продукт действительно интересный и может иметь прикладное применение на любом производстве при этом потеснив многие системы планирования. Вопрос остался за привлечением к данной теме специалистов, хорошо разбирающихся в производстве, экономике и построении бизнес-процессов.

Автор: Василий Рудь

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!