Jeden z nástrojů používaných pro simulaci procesu. Jedná se o software britské společnosti Lanner Group Ltd. V dnešní době je tento program velice oblíben, umožnuje nám sledovat dynamické chování daného problému, provádět různé experimenty aniž by byl omezen reálný provoz. Tato simulace má širokou aplikační oblast:
výroba – plánování kapacit, sledování kvality, identifikace úzkých míst ve výrobě, optimalizace výrobních dávek, implementace moderních metod řízení.
technologie – sledování vlivu seřízení a čistících operací na propustnost systému, optimalizace chemických procesů, plnící a stáčecí operace.
služby – optimalizace využití pracovních sil, rozmístění pracovišť obsluhy, analýza toku informací a dokumentů, racionalizace sítě poboček.
obecné – logistická analýza, manipulace s materiálem, analýza využití zdrojů, modelování distribučních řetězců, optimalizace sortimentu. [10], [11]
Program Witness může snížit riziko při rozhodování o provedení změn. Po simulaci je zřejmé jaké změny přinesou očekávané zlepšení a jak bude proces fungovat. Dále podporuje investiční rozhodování. Schopnost zahrnout skutečné proměnné do simulace přináší velikou výhodu a model přibližuje reálnému stavu. Za předpokladu validity modelu, tedy správného namodelování procesu.
Při tvorbě modelu je vhodné postupovat takto:
stanovení cílů
určení rozsahu a úrovně detailů v modelu
sběr dat týkající se řešení problematiky
strukturování modelu
tvorba modelu
spuštění modelu
vygenerování zpráv
testování modelu
experimenty na modelu
dokumentace modelu
prezentace výsledků a jejich uplatnění
Pracovní plochu si může uživatel přizpůsobit dle svých požadavků.
Obr. 1.4: Pracovní plocha programu Witness Zdroj: vlastní zpracování v programu Witness
Při tvorbě modelu se využívá knihovna elementů. Jednotlivé elementy představují reálné objekty, který je třeba simulovat.
Základní elementy:
Parts – jsou části, které protékají modelem. Mohou představovat výrobky, dávky výrobků atd. Dají se zobrazit jako ikona nebo textový popis. Jejich vlastnosti se dají měnit (barva, hmotnost, délka…).
Buffers – jsou místa, kde mohou být parts drženy. Například násypka obsahující složky pro montážní stanici či části čekající na operaci. Části zde mohou být uspořádané dle priority, drženy různý čas. Časové omezení může simulovat dobu trvanlivosti (pokud nedojde ke zpracování, pak budou komponenty vyřazeny) nebo třeba nutnou dobu chlazení před následnou operací. Většinou bývají přidruženy přímo ke strojům.
které zpracovávaný produkt posílají dále. Mohou představovat jednu výrobní operaci nebo samostatnou práci buňky.
Typy machines:
o Single – základní výrobní proces, jeden part dovnitř, jeden part ven.
o Batch – dávkové zařízení, X part dovnitř, X part ven.
o Assembly – montážní zařízení, X part dovnitř, jeden part ven.
o Production – produkční zařízení, jeden part dovnitř, X part ven.
o General – obecné zařízení, X part dovnitř, Y part ven.
o Multiple Cycle – výrobní proces s vícenásobným operačním cyklem (může představovat obráběcí centrum), jeden part projde několika operacemi.
o Multi Station - jeden part projde několika operacemi, když se první part dostane k druhému kroku, další part může vstoupit do zařízení.
Labor – tento prvek může být použit pro modelování lidských i materiálních zdrojů (nástroje, lidé, vybavení), které machines potřebuje k provedení definovaného úkolu (např.: seřízení obsluhou, formu pro tváření apod.). Využívání labor bývá při simulování velice důležité, přidělování schopností má složitá pravidla.
Conveyors – používají se pro pohyb částí z jednoho bodu do druhého. Jsou dva typy Fixed conveyors (udržují konstantní vzdálenost mezi částmi i při zastavení) a Queuing conveyors (umožňuje hromadit díly, v případě, že se conveyors ucpe, části budou klouzat společně, dokud bude plný).
Paths – je prvek, který umožňuje cestovat paths nebo labor. Může být použit k reprezentování délky fyzických tras v modelu.
Tracks – jsou to paths po kterých mohou vehicles přepravovat díly s předem definovanými zastávkami vyložení a naložení. Mohou být jednosměrné i obousměrné.
Vehicles – mohou představovat automaticky řízená vozidla, jeřáby, vysokozdvižní vozíky apod. které dopravují parts. Můžeme u nich specifikovat cestu, čas přepravy, místo zastavení, prioritu, rychlost nakládání a vykládání, zrychlení, zpomalení a maximální rychlost na trase. Pro tyto prvky máme možnost vybrat ze čtyř station (Basic, Loading, Unloading a Parking stations), je to bod na začátku nebo konci úseku.
Fluids – představují volně tekoucí produkty (prášek, kapaliny), které jsou znázorněny jako bloky barev, které mohou protékat potrubím do nádrží. Směsi mají různé barvy,
dle množství každé kapaliny ve směsi. Při simulaci fluids se využívají prvky processors (např.: nádoba), pipes (trubky), které mají širokou škálu nastavovaných parametrů.
Elementy jsou mezi sebou propojeny dle námi definovaných vazeb. Pro tok parts můžeme vybrat tah či tlak. Jde definovat směnnost, pomocí koeficientu realizovat efektivitu procesu, zadat zmetkovitost apod.
Dále nám simulace umožňuje nastavovat variables (proměnné), můžeme je sami definovat či vybrat ze systémových proměnných. Proměnnou můžeme využít například při nastavení, zda chceme držet celé číslo nebo reálné, nebo řetězec či jiný modelovaný element. Také program obsahuje velké množství vestavěných funkcí (např.: náhodné vzorkování, detekce počtu, reporty).
Cílem simulace je vyhledání ideálního zlepšení pro daný problém. Toto zlepšení musí být aplikovatelné v reálném systému. Simulace obsahuje již předdefinované algoritmy pro zlepšení nebo můžeme vložit náš vlastní a nechat program vyhodnotit výsledky.
Reprezentovat výsledky nám zjednoduší grafický výstup programu Pie Charts, Timeseries, Histograms a Reports. [12], [13]
2 Praktická část
V této kapitole je proveden popis a analýza procesu výroby a úpravy TO. Dále je navržen simulační model v programu Witness, který je zaměřen na vytíženost strojů úpravy v závislosti na měnících se parametrech zpracovávaného kalibru a typu konečné úpravy.
Dle výsledků simulace je navržena kapacity skladu mezi procesem výroby a úpravy a doporučené množství strojů úpravy.