• Главная
• Продукты и системы
• Tecnomatix Plant Simulation

Tecnomatix Plant Simulation

Общие сведения

В успешных современных компаниях совершенствование производственных процессов становится каждодневной практикой и составной частью стратегии развития. Для эффективных изменений в применяемых технологиях, развития производственной базы и реорганизации процессов, требуются интеллектуальные инструменты, позволяющие оценить результат проводимых мероприятий и убедиться в их целесообразности. Одним из эффективных методов решения этих задач является построение цифровой модели объекта с помощью программного продукта Tecnomatix Plant Simulation.

Пакет Plant Simulation позволяет создавать интеллектуальные цифровые модели производственных и логистических систем с целью исследования их характеристик и оптимизации производительности. Цифровая модель даёт возможность проводить виртуальные эксперименты и анализ «что-если» без вмешательства в работу реальной системы, либо задолго до строительства и монтажа производственного оборудования в случае проектирования нового производства. Развитые средства сбора статистики, анализа и визуализации дают возможность оценить различные варианты построения производства, быстро и надежно принимать решения на ранних стадиях проектирования, тем самым избегая проблем, решение которых потребовало бы значительных материальных и временных затрат на этапе запуска производства.

Внедрение Plant Simulation на предприятии позволяет:

• обеспечить поддержку принятия решений и минимизировать риски при планировании и реализации инвестиционных проектов;
• выявить резервы для повышения эффективности работы и снижения затрат;
• в случае модернизации производства или изменения его структуры, быстро провести анализ и оценку различных вариантов, выбрав из них наиболее рациональный;
• найти узкое место производства и оценить эффект от мероприятий по его расшивке;
• повысить гибкость системы: проанализировать и скорректировать работу системы при изменении требований рынка, объемов производства, выпускаемой продукции или услуг.

Назначение и решаемые задачи

Имитационная модель в Plant Simulation может быть использована для решения различных классов задач на разных уровнях планирования.

• Поддержка принятия стратегических решений при реконструкции существующего или строительстве нового производства. С помощью имитационной модели можно оценить влияние параметров системы и оптимизировать их для достижения желаемых производственных показателей. Пример типовой задачи: рассчитать требуемое количество оборудования, размеры накопителей и необходимый объем складских запасов для достижения требуемого объема выпуска и коэффициента использования оборудования с учетом технологии, партийности, поломок оборудования.
• Тактическое управление и планирование работы в среднесрочной перспективе. В данном случае количество и состав производственного оборудования не изменяется, однако модель позволяет оценить показатели производства в сложившейся ситуации и проверить возможные сценарии работы. Например, в случае роста объема производства или запуска нового продукта может потребоваться найм дополнительного персонала, изменение приоритетности заказов, перенос части работ к смежникам или принятие решения «производим или покупаем».
• Управление и виртуальная пуско-наладка. Имитационная модель может использоваться при создании системы управления производством или отдельными участками. При написании и отладке программ PLC-контроллеров, управляющих автоматизированным оборудованием, в Plant Simulation можно сформировать модель объекта управления, обеспечивающую отработку управляющих сигналов и обратную связь от контроллера.

Методология

Реализуемый подход к решению задач заключается в построении цифрового двойника в виде имитационной модели. Такая модель позволяет без экспериментов в работающем производстве проводить анализ и оптимизацию различных параметров, таких как:

• размеры накопителей, межоперационных заделов, складских площадей;
• времена циклов работы оборудования;
• график выполнения заказов, порядок запуска их в производства и размеры партий продукции;
• правила управления системой;
• топология и организация материалопотоков.

Рассмотрев несколько вариантов, можно сравнить их по эффективности работы и стоимости, обоснованно предложить оптимальное проектное решение. Рационализация перечисленных факторов даёт необходимую базу для внедрения на предприятии подходов бережливого производства, например:

• балансировка загрузки оборудования;
• минимизация переналадок при выпуске малыми партиями;
• минимизация складских запасов;
• рационализация графиков ТОиР;
• работа в режиме поставки по запросу (Канбан);
• график закупки и доставки комплектующих по потребности.

Модель строится по объектно-ориентированному принципу, т.е. из стандартных компонентов «собирается» более сложная система. Каждый объект обладает диалогом настройки и предусматривает определенное поведение. В ходе симуляции объекты собирают и хранят полную статистику о своей работе, они используются для детального анализа и формирования интегральной статистике по всей модели.

Модель состоит из отдельных объектов материалопотока, таких как станок, конвейер, склад и т.п. В ходе симуляции по схеме перемещаются подвижные объекты (детали, транспорт, заказы или любые другие), возникают события (приход детали на станок, возникновение поломки, перерыв идр.). Время между двумя событиями проходит мгновенно, что существенно повышает скорость работы модели и даёт возможность за короткое время выполнять симуляцию длительных периодов работы системы (сутки, месяц, год).

Продукт не требует какой-либо подготовки или компиляции модели – таким образом, в любой момент можно остановить симуляцию, детально посмотреть на происходящее, даже внести коррективы «на лету» и продолжить симуляцию с этого же места.

Модель может быть построена по иерархическому принципу. Например, формируются модели участков, из которых строится цех, а несколько цехов могут объединяться в модель предприятия. Такой подход даёт возможность построения хорошо структурированной модели, повышая наглядность и лёгкость её анализа.

В ряде случаев имитационная модель может быть использована в качестве ядра системы планирования. На основании исходных данных (состояние оборудования, план выпуска, требования по плановому ремонту оборудования и пр.) проигрываются возможные варианты, и выбирается оптимальный график производства по одному или нескольким критериям, например:

• максимальная производительность;
• минимальное отклонение от плана выпуска по времени;
• минимальная себестоимость;
• соблюдение графика исполнения приоритетных заказов.

Оценка пользователей (600 пользователей в 200 компаниях):

• 3 – 6 % - экономия на инвестициях;
• 15 – 20 % - повышение эффективности существующих систем;
• 20 % - сокращение стоимости новых систем;
• 20 – 60% - сокращение времени цикла количества оборудования.