JKL RENDSZEREK Korszerű logisztikai anyagáramlási rendszerek jellemzői. Anyagáramlási rendszerek szimulációs modellezése
Dr. Bohács Gábor Tanszékvezető, egyetemi docens
[email protected]
Az előadás tematikája Cím: Korszerű logisztikai anyagáramlási rendszerek jellemzői. Anyagáramlási rendszerek szimulációs modellezése Célkitűzés: Korszerű logisztikai anyagáramlási rendszerek műszaki komponenseinek bemutatása. A területen jelenleg zajló és a közeljövő legfontosabb trendjeinek áttekintése. Anyagáramlási rendszerek szimulációs modellezése (Miért és mire használunk szimulációs programokat a logisztikában?)
Számonkéréshez:
!
Logisztikai anyagáramlási rendszerek műszaki komponensei Anyagmozgatás definíciója Anyagok, áruk szervezett mozgatása, mely rövid távolságon, az anyag jellemzőinek megváltozása nélkül valósul meg.
Fejlődése
EN: Material Handling
DE: Fördertechnik
!
Anyagmozgató rendszer és a logisztika kapcsolata
Anyagmozgatás
Időre és relációra vonatkozó követelmények Anyagmozgatási szolgáltatások nyújtása
Logisztika
!
Egy tipikus termelőüzemben az anyagmozgatásra a munkavállalók 24%-a hely 55%-a és az átfutási idő 80-85%-a jut. A termelésben az anyagmozgatás költsége 15 - 70%.
Anyagmozgatási alapfogalmak
Szállított anyagok
Darabáruk
Egységrak. Egységrakományozva nélkül
Ömlesztett anyagok
Gázok
Folyadékok Szilárd ömlesztett anyagok
Anyagmozgatási alapfogalmak Anyagmozgató gépek csoportosítása Anyagmozgató gépek
! Folyamatos üzemű anyagmozgató gépek
Szakaszos üzemű anyagmozgató gépek
Anyagmozgató gépek Emelőgépek
Segédberendezések Szállítógépek
Rakodógépek
Anyagmozgatási alapfogalmak Anyagmozgató gépek csoportosítása Anyagmozgató gépek
Szállítópályák Conveyors Láncos szállítópálya Hevederes szállítószalag
Görgőspálya Csuklótagos szállítópálya ...
Daruk Cranes Forgódaru
Targoncák Industrial trucks
Kiegészítő anyagmozgató gépek Other equipment
Homlokvillás targonca
Bakdaru
Kézi hidraulikus emelőkocsi
Híddaru
Tolóoszlopos targonca
Toronydaru
...
...
!
A szállítópályák jellemzői • Ömlesztett anyagok és darabáruk szállítására egyaránt alkalmas • Modulos rendszer felépítés • Magas fokú automatizáció • Rugalmatlan, sok helyet foglal • Nagy kapacitású (db/h, t/h) • Irányítási stratégia kialakításának fontossága
! Görgőspálya
Hevederes szállítószalag
Serleges elevátor Függőkonvejor
Függősínpálya
A daruk jellemzői • • • •
Nagy teherbírás Rugalmas működés Nagy emelési magasság Fej feletti anyagmozgatás
!
Gumikerekes bakdaru
Bakdaru
Autódaru Mobil daru Forgódaru
Konténerdaru
Felrakódaru Híddaru
Lánctalpas daru
Önszerelő mobil daru
A targoncák jellemzői • • • •
Közepes teherbírás Rugalmas működés Balesetveszélyes Rendkívül elterjedt
!
Elterjedtségük miatt a targoncákkal külön előadásban foglalkozunk.
Logisztikai anyagáramlási rendszerek fejlesztési területei Napjainkban a logisztikára a legnagyobb hatást a 4. ipari forradalom megjelenése gyakorolja
Logisztikai anyagáramlási rendszerek fejlesztési területei
!
Logisztikai anyagáramlási rendszerek fejlesztési területei
Kiberfizikai rendszerek megjelenése
Logisztikai anyagáramlási rendszerek fejlesztési területei Dolgok Internete
Forrás: DHL: INTERNET OF THINGS IN LOGISTICS
Logisztikai anyagáramlási rendszerek fejlesztési területei
Hálózatosodás
Evolúció
Logisztikai anyagáramlási rendszerek fejlesztési területei
Virtuális modell megléte
Logisztikai anyagáramlási rendszerek fejlesztési területei Virtuális / kiterjesztett valóság
Forrás: Industrie 4.0 Innovationen für die Produktion von morgen
Logisztikai anyagáramlási rendszerek fejlesztési területei
Moduláris komponensek az anyagáramlási rendszerek számára
Forrás:ceittechinnovation.eu Forrás: Industrie 4.0 Innovationen für die Produktion von morgen
http://www.care-o-bot.de/ Forrás: https://www.ifl.kit.edu/img/content/karis_pro.jpg
Logisztikai anyagáramlási rendszerek fejlesztési területei Világszerte terjed…
Anyagáramlási rendszerek szimulációs modellezése Szimuláció: Olyan számítógépes szimulációs modell elkészítését jelenti a valóságban lezajló folyamatok modellezése, ahol az egyes jellemzők modellezési pontossága a vizsgálatok céljainak megfelelő. A szimuláció célja: A valóság másának megalkotása a lényeges szempontok szerint, mielőtt bármilyen költséges változást végrehajtanánk a valós környezeten. A szimuláció kialakulása: gráfok, Petri-hálók, Monte-Carlo módszerek, szimulációs célszoftverek
!
Anyagáramlási rendszerek szimulációs modellezése Monte Carlo szimulációk A Monte-Carlo-módszer egy olyan sztochasztikus szimulációs módszer, amely számítástechnikai eszközök segítségével előállítja egy adott kísérlet végeredményét, ezek után az eredményként kapott numerikus jellemzőket feljegyzik és kiértékelik. Az álvéletlenszámokat, melyek a kísérletekben szereplő valószínűségi változók értékei, számítógép állítja elő. Hasonló véletlenszámokat lehetne generálni a kaszinók kedvelt játékával, a rulettel is. Ezért nevezte el a módszer kifejlesztője, Neumann János „Monte-Carlo”-módszernek. Felhasználási területe mára már majdnem minden természettudományos diszciplínára kiterjedt.
A módszer lépései 1. A modell valószínűségi változóinak azonosítása, idősorok képzése 2. Empírikus eloszlások becslése 3. Véletlenszámok generálása a 2. pont eloszlásaiból 4. Célfüggvény meghatározása 5. 3-4 lépések ismétlése (pl. 1000x) 6. Eredmények összefoglalása, kockázat megjelenítése
Anyagáramlási rendszerek szimulációs modellezése Szimulációs szoftverek típusai
Szimulációs szoftver platformok típusai - SD - DES - Ágens alapú
!
Anyagáramlási rendszerek szimulációs modellezése SD-System Dynamics modellek Az SD, azaz rendszerdinamikai modell, a vizsgált rendszer összetevőinek változását nézi az idő függvényében. Ezt a szimulációs technikát leginkább teljes logisztikai rendszerek időben hosszabb működésének modellezésére használják döntéshozási szinten. Jellemző ábrázolási formája a hurok diagram CLD (Casual Loop Diagram). A CLD a rendszerelemek egymásra gyakorolt hatását,
és a változások okait is megmutatja.
Az SD modell 3 fő elemből áll, készletekből, ezek áramlásából és késésekből. A 3 elem egymással kölcsönöcs kapcsolatban van, időben folyamatosan hatnak egymásra, változnak. A kimeneti értéket az elemek közti visszaható hurkok sűrűsége, és a hatás sebessége befolyásolja. A diagramból könnyen, ránézésre kiolvasható a rendszer működése, és összefüggései, ezért gyakran alkalmazzák döntéshozáshoz stratégiai szinten.
Anyagáramlási rendszerek szimulációs modellezése DES-Discrete Event Simulation modellek
DES, azaz eseményvezérelt rendszer modell, állapotváltozók és események hálózata, ahol az állapotváltozók diszkrét időközönként változtatják állapotukat. Ezek a diszkrét időközök az események bekövetkezésének időpontjai. Az események olyan pillanatnyi
történések, amik megváltoztathatják a rendszer állapotát. A rendszer állapotváltozása a logisztikai folyamatot tekintve valamilyen változást idéz elő a rendszer erőforrásaiban, ami lehet a rendszerben lévő anyag mozgatása, megmunkálása,
összeszerelése, WIP tárolása stb. A változás mértéke mindig egységekben mérhető, és a bekövetkezése pedig általában valamilyen tevékenység kezdeti, vagy végpontja.
Anyagáramlási rendszerek szimulációs modellezése
SD – DES alkalmazás összehasonlítása
!
DES modell alkalmazása: A DES alkalmazása modellek objektum orientáltsága miatt akkor javasolt, ha a termelési rendszerhez kapcsolódó gyártási folyamatot kell modellezni, pl. gyártósor WIP meghatározása, vagy a szükséges megmunkáló erőforrás meghatározása. SD modell alkalmazása A DES modellben a vállalati elvek, és visszaható mechanizmusok kevésbé érvényesülnek, ezért hosszú távú döntéstámogatásra inkább az SD modellt alkalmazzák, pl. beszállító kiválasztása. Alkalmazása akkor is javasolt, ha a döntéshozási fázisban a modell részletei nem fontosak, sokkal inkább az egyes folyamatok egymásra gyakorolt hatása.
Anyagáramlási rendszerek szimulációs modellezése ABS-Agent Based Simulation (ágens alapú szimulációk) Ágens alkalmazása a szimulációban: Egy ágens olyan szoftvermodult jelent, mely autonóm módon működik, dinamikusan változó környezetének jellemzőit érzékeli, értelmezi, és működését ehhez is igazítva hatást gyakorol a környezetére. Az ágensek jellemzői: Képes a környezetét észlelni Figyeli a környezetet valamely tulajdonságát, Figyeli a környezet változásait Képes a környezetére hatni Cselekvést hajt végre Kommunikál más ágensekkel Globális cél alapján működik Autonóm Saját erőforrásokkal rendelkezik Emberi beavatkozásoktól mentesen képes működni Döntéseket hozhatnak
Anyagáramlási rendszerek szimulációs modellezése Szimuláció készítésének lépései 1. Rendszerstruktúra és adatok analízise (25%) Project cél meghatározása Project feladatainak meghatározása
Adatstruktúra meghatározása
2. Modellkészítés (35%) Kezdeti modell összeállítása Modell felülvizsgálata, javított modell készítése Modell értékelése korábbi adatok segítségével
3. Eredmények analízise (40%) Kísérletek tervezése és végrehajtása Eredmények értékelése Eredmények dokumentálása
!
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
Dr. Bohács Gábor Tanszékvezető, egyetemi docens
[email protected]
