Консультант-аналитик NFP Андрей Гарифов рассказывает об использовании инструмента имитационного моделирования процессов AnyLogic на примере демо-модели
Производство — это сложная система из многих взаимосвязанных элементов. Сбои в работе или низкая эффективность хотя бы одного из них сведет на нет усилия по оптимизации всей системы. В экономически развитых странах для поиска «слабого звена» давно прибегают к имитационному моделированию процессов, в том числе используя российское решение — программу AnyLogic.
AnyLogic — мощный инструмент для анализа систем и поиска «узких мест», которые тормозят систему в целом. Рассмотрим демо-модель от специалистов компании NFP для демонстрации возможностей продукта.
Перед вами визуальный интерфейс модели (Рисунок 1). Прямоугольниками обозначены составные части конвейера, разноцветными кругами — заказы клиентов. Каждая производственная единица может обрабатывать ограниченное количество заготовок одновременно, однако время обработки заготовки, описанное в регламенте, часто не совпадает с реальным: на производстве случаются брак продукции, сбой оборудования, ошибки оператора. Также присутствует фактор временных задержек, например, перемещение детали по конвейеру. Поэтому в модели время обработки детали каждым элементом конвейера не фиксировано, а задано функцией треугольного распределения — случайное значение из трех возможных. Каждая машина обрабатывает заготовку в течение разного промежутка времени, при этом одна машина может обрабатывать несколько заготовок одновременно. В нашей модели Машина 1 может обрабатывать две заготовки одновременно, Машина 2 – три, Машина 3 – три, Машина 4 – четыре.
Приходящие от клиентов заказы не всегда возможно точно запланировать, поэтому в модели спрос задан стохастически при помощи функции равномерного распределения. Как и на реальном производстве, клиент обычно заказывает не одну единицу продукции, а сразу несколько (в нашей модели – от 3 до 7 за раз). При решении задач оптимизации на реальном производстве обычно производится калибровка модели по статистическим показателям из базы данных клиента.
Основная задача моделирования — протестировать конвейер под различными нагрузками, отследить ключевые показатели производства: выручку, затраты, прибыльность и утилизацию по каждой машине.
В работающей модели статистические показатели можно отслеживать динамически с течением времени. Также для удобства есть такой показатель, как совокупная стоимость заказов в очереди — упущенная выгода.
В этом случае мы тестируем производственную цепь с повышенной нагрузкой — в течение 100 дней приходит 100 заказов от клиентов (при этом 100 заказов — это не заказ на 100 единиц, суммарный объем заказов может быть от 300 до 700 единиц). Как видим, производство не справляется с большим потоком заказов. При этом загрузка машин неравномерна — Машина 1 перегружена, а утилизация остальных машин составляет не более 51%.
Следовательно, для повышения производительности всей системы следует модернизировать Машину 1.
Результаты эксперимента после внесения изменений
После модернизации утилизация всех машин, кроме Машины 2, превысила 82%, а выручка от выполненных заказов выросла на 67% (взят один и тот же период, 100 модельных дней).
Эта модель — демонстрация лишь части возможностей имитационного моделирования в среде AnyLogic. Для ее построения использовался только один из трех методов имитационного моделирования — агентное моделирование. При построении коммерческих моделей обычно используется одновременно несколько подходов, а также создается 3D-интерфейс для конечного пользователя модели.
Кроме поддержки принятия решений, как описано в этой модели, имитационные модели используются для оптимизации бизнес-процессов, для решения задач бизнес-планирования, управления активами, проектирования логистических цепей, складов, а также для анализа рынков: как потребительского, так и финансового.
Имитационное моделирование позволяет решать широкий спектр производственных задач: оптимизацию производства, управление инновациями, разработку систем поддержки принятия решений, анализ поведения производства после модернизации и максимизацию продуктивности. Оно помогает выявить "узкие места" в сложных производственных системах и протестировать различные сценарии работы оборудования.
Моделирование отслеживает ключевые показатели производства: выручку, затраты, прибыльность и утилизацию оборудования. Например, при неравномерной загрузке машин можно выявить перегруженные элементы конвейера и оптимизировать их работу, что в реальных кейсах позволяет увеличить выручку на 67% после модернизации проблемных участков.
Модели учитывают множество факторов: ограниченную пропускную способность оборудования, случайные variations времени обработки, брак продукции, сбои оборудования, ошибки операторов, временные задержки при перемещении деталей, а также стохастический характер спроса с учетом объемов заказов от 3 до 7 единиц за раз.
AnyLogic поддерживает три основных метода имитационного моделирования: агентное моделирование, системную динамику и дискретно-событийное моделирование. В коммерческих проектах обычно используется комбинация нескольких подходов, а для конечных пользователей создаются интуитивно понятные 3D-интерфейсы.
Помимо производственной оптимизации, имитационные модели используются для управления бизнес-процессами, решения задач бизнес-планирования, управления активами, проектирования логистических цепей и складов, а также для анализа потребительских и финансовых рынков.
Офис NFP компании Первый Бит предлагает услуги по разработке комплексных имитационных моделей для оптимизации производственных процессов. Наши эксперты, включая консультанта-аналитика Андрея Гарифова, имеют успешный опыт создания моделей в среде AnyLogic. Мы проводим калибровку моделей по статистическим данным клиента и помогаем выявить "узкие места" в производственных цепях, что позволяет увеличить выручку до 67%.
Офис NFP компании Первый Бит специализируется на внедрении систем поддержки принятия решений на основе имитационного моделирования AnyLogic. Мы разрабатываем custom решения для анализа производственных мощностей, тестирования различных сценариев модернизации и оптимизации бизнес-процессов. Наши модели учитывают реальные производственные факторы и помогают принимать обоснованные управленческие решения.
Программная платформа для имитационного моделирования бизнеса любого масштаба и сложности ...
Платформа позволяет запускать, анализировать и делиться имитационными моделями в режиме онлайн ..
Библиотеки балочных кранов, железной дороги и коннектор для машинного обучения. Блок для ...
Специализированный инструмент оптимизации цепей поставок и логистики от компании AnyLogic ...
Экспертный вебинар, на котором расскажем про ключевые изменения в релизе 1С:ERP Управление холдингом 3.3. Получите проверенные шаги, чтобы обновиться без рисков и с максимальной выгодой.
Подробнее
Экспертный вебинар, на котором разберем автоматизацию платежей, контроль кассовых разрывов и снижение рутины на 70%. Получите готовую архитектуру процесса: от заявки до оплаты, инструменты типовой автоматизации БИТ.ФИНАНС и реальную картину трудозатрат.
Подробнее
Создаем цифровой двойник бизнеса на основе машинного обучения для прогнозирования EBITDA, денежного потока и прибыли. Живая демонстрация БИТ.VBM в 1С.
Подробнее
Экспертный вебинар, на котором разберем, как с помощью системного подхода, инструментов процессного управления оптимизировать бизнес-процессы в компании и повысить эффективность работы без расширения штата.
Подробнее
