Настольная Книга Управляющего Складом - Джеймс Томпкинс. 1. Проблемы и задачи складского хранения. Складское хранение и товародвижение
 Скачать 14.49 Mb.
|
|
Насколько предсказуемы требования к хранению на вашем складе? Основное преимущество использования цифрового системного моделирования для изучения поведения существующих или предлагаемых систем складского хранения состоит в описании режимов хранения на складе. Проектирование и работа участков хранения склада находятся под влиянием многих факторов. Частота поступления, интенсивность обслуживания, типы оборудования для отбора заказов, аварии оборудования для отбора заказов, ограниченные рабочая сила и/или ресурсы, и многие другие элементы интегрированной системы оказывают большое влияние на меняющиеся размеры и требования к участку хранения на складе. Обычно, только подробная имитационная модель интегрированных систем может истинно и точно отражать установившееся состояние, а также фиксировать продолжительность меняющихся режимов складского хранения/отбора заказов. Насколько чувствительна работа системы к явлению очередности? Есть классы производственных систем, которым не требуется цифровой анализ моделированием, чтобы точно предсказать их поведение. Такие системы характеризуются фиксированным временем цикла, постоянной продолжительностью работы и фиксированными, весьма предсказуемыми компонентами обработки материалов и производства. Статистически, такие системы состоят из компонентов или подсистем, которые показывают мало изменений от одного времени операции к следующему. В таких системах обычно нет очередности или бесконечная очередность в зависимости от поступления и интенсивности обслуживания каждого компонента системы. Обычно, даже при высоко автоматизированных системах по автоматическому размещению и перемещению или системах с ЧПУ, будет большой диапазон продолжительности деятельности. Это явление возникает из-за взаимодействия человека с системой, ограниченных ресурсов, изменения поступления и/или интенсивности обслуживания в смежных операциях и многих других факторов. Явление очередности очень чувствительно как к изменениям средней скорости, так и к изменению этой скорости. В большинстве сложных производственных систем, явление очередности определяет, будет ли система функционировать, или будет безнадежно перегружена. Анализ моделированием может использоваться для изучения всех форм явления очередности, и в большинстве моделей соотнести эту статистику с параметрами причины и следствия. Зависит ли последовательность видов деятельности от особенностей продукции или случайных влияний? В большинстве применимых аналитических моделей, т.е. тех, которые могут отображать вероятностную деятельность, с влиянием случайностей на систему справляются, используя определенные и ограниченные функции плотности вероятности в данной применяемой модели. Анализ моделированием освобождает аналитика от этих связывающих условных допущений. Можно выбирать любую желательную функцию плотности вероятности, и изменяющиеся во времени параметры легко встраиваются. Последняя возможности очень важна, если складское хранение и функция снабжения связаны с гибкими производственными системами, так как моделируются потоки большого разнообразия продукции, каждой – со своими собственными технологическими свойствами и скоростью снабжения. Считаете ли вы надежность и работоспособность оборудования неотъемлемой частью системы? У цифрового анализа моделированием есть важная возможность непосредственного включения в модель системы последствий катастрофических или нарушающих порядок событий. Для большинства видов продукции и систем с интенсивным производством, поломки машин или проблемы с товарными сериями в реальном времени могут иметь разрушительные последствия для обычных рабочих процедур. Отказ системы может привести к чрезмерным требованиям к хранению полуфабрикатов или системе складского хранения, и эти нарушения равновесия должны учитываться при проектировании процессов. Реалистичная модель должна позволять динамично изменять рабочие процедуры и параметры системы, когда такие события происходят. Системное моделирование позволяет аналитику учитывать отключение электричества, поломки машин, ремонт и другие нарушающие порядок события непосредственно в модели системы. Нужно также заметить, что хорошая имитационная модель позволяет изучать поведение переходных и находящихся в установившемся состоянии систем. В случаях, когда система находится "в состоянии шока" из-за катастрофических событий, анализ переходных процессов обычно важнее, чем результаты системы в установившемся состоянии. Данная система гибкая или с зависимостью от продукции? С зависимостью от продукции или гибкие производственные системы стали важными концепциями в современном проектировании систем. Следствием гибкого производства часто является требование гибкого складского хранения. К сожалению, кроме случаев, когда возможна декомпозиция модели, эти системы очень трудно анализировать. Исключением будут системы с относительно детерминированным режимом работы, и к которым может применяться линейное программирование. Переходные или смешанные данные о работе системы складского хранения и производственной системы любых размеров и сложности легче всего получить через использование системного моделирования. Как нужно моделировать? После того, как было определено, что моделирование – это инструмент, который нужно использовать для анализа сложной системы складского хранения, аналитик должен выбрать какое средство использовать для моделирования системы. К сожалению, часто никакого выбора здесь не происходит, все определяется мнением аналитика, которому поручено выполнение работы и/или ПО моделирования, которое в настоящее время имеется в компьютерной системе. Как правило, после того как решение о моделировании принято, методика моделирования часто выбирается из следующих структурных языков по следующим причинам. Есть два вопроса: во-первых, нужно ли приглашать консультанта, чтобы помочь с проектом моделирования, или выполнить проект своими силами. Если среди персонала нет человека с соответствующими знаниями и опытом имитационного моделирования, то часто будет более целесообразно (и менее дорого) нанять консультанта по моделированию или консультационную фирму, чтобы помочь в выполнении проекта. Особенно, если проект сложный и/или с очень напряженным временным графиком. Если принято решение выполнить проект моделирования своими силами, то вторым вопросом будет выбор инструмента моделирования. К сожалению, выбор часто зависит от мнения аналитика, выполняющего эту работу, или от того факта, что имеется инструмент моделирования для предыдущего проекта. У аналитика может быть опыт работы с конкретным инструментом моделирования, или он может быть неравнодушен к общим языкам программирования («С» или ФОРТРАН, например), или у него могут быть предубеждения из-за советов друзей или курсов обучения, которые он давным-давно закончил. Он может получить указание от управляющих об использовании существующего инструмента, когда управляющие полагают, что этот инструмент окажется подходящим, и, в конце концов, за него ведь уже заплатили. Такое, к сожалению, часто случается, но это неверные подходы к принятию решения о том, какой инструмент использовать; аналитик может сделать неплохой выбор, но, вероятно, этот выбор не будет настолько эффективным, насколько возможно. Решение должно основываться на тщательном анализе проектных требований, чтобы сопоставить их с инструментами моделирования, имеющимися на рынке и в самой компании. Технологии и программное обеспечение моделирования переживают потрясающий технический рост и постоянно модифицируются все последние 10 лет, и есть большое разнообразие хорошего ПО инструментов моделирования, работающего на большинстве настольных компьютеров и по приемлемой цене (приемлемой по сравнению с предыдущими поколениями ПО моделирования). Имеющееся сегодня программное обеспечение делится на два основных класса: языки моделирования общего назначения и специализированные пакеты моделирующих программ. Констатируя это факт, мы должны также заметить, что существует тенденция к появлению ПО, которое может делать и то, и другое. Оно проектируется для определенных типов приложений, но имеет возможности общего программирования, позволяя разработать специализированную логику. Примерами языков моделирования общего назначения являются GPSS/H, SIMSCRIPT 0.5, Siman, Simple++. Большинство пакетов модулирующих программ ориентированы на производство, складское хранение или проблемы бизнеса. Например: AutoMod, TaylorII и Witness (программное обеспечение, ориентированное на производство), SimProcess и Processmodel (программное обеспечение, ориентированное на бизнес-процессы). Примером нового класса "гибридной" продукции, обладающей и теми, и другими возможностями, является Arena. Языки моделирования общего назначения обладают преимуществом представления (кодирования) любой произвольной проблемы и уровня конкретизации, так что аналитику обычно не приходится идти на компромиссы при проектировании модели или быть связанным ограничениями инструмента в определении модели и логики. Однако здесь может потребоваться большее время для освоения инструмента и, возможно, потребуется больше времени для разработки модели. Этот класс ПО моделирования, как правило, используется профессиональными аналитиками моделирования, для кого моделирование – основное занятие. Специальные пакеты ПО обладают преимуществом более быстрого времени разработки. Когда они применимы, пакеты специализированных модулирующих программ могут предложить значительное увеличение производительности и эффективности моделирования, так как многие необходимые структурные компоненты уже встроены и находятся в вашем распоряжении. Однако это достигается за счет уменьшения гибкости. Трудно или невозможно моделировать проблемы, находящиеся за пределами сферы, для которой инструмент был спроектирован или для других видов деятельности и логики. Этот класс ПО моделирования обычно используется теми пользователями, для кого моделирование не является основной работой. Обычно выбор методики моделирования и инструментов моделирования зависит от сущности, сложности, основных характеристик и предмета предлагаемого исследования. Преимущества языков моделирования Развитие языков моделирования – это эволюционный процесс, который начался в конце 1950 гг. Сначала языки, которые использовались в моделировании, были языками общего назначения. После программирования достаточного количества моделей, аналитики осознали, что многие ситуации для моделирования можно широко классифицировать как системы с потоками элементов в процессах. Так как у многих программ были функционально похожие процессы, несколько групп исследователей в конце 1950 гг. и начале 1960 гг. почти одновременно пришли к идее разработки специализированных языков. Эти языки постепенно развивались от программ на ассемблере со специальными возможностями, через расширение имеющихся в продаже языков, ориентированных на решение проблем, до усовершенствованных специализированных языков моделирования. Любой алгоритмический язык программирования может использоваться для имитационного моделирования. Но языки, спроектированные специально для компьютерного моделирования, предоставляют определенные полезные возможности. Сюда относятся:
Емшофф и Сиссон полагают, что для любого моделирования требуются определенные общие функции, которые и отличают языки моделирования от общих алгебраических или языков программирования для бизнеса. К ним относятся:
Затем они утверждают, что для моделирования, в котором отдельные элементы обрабатываются в специальных операциях, есть следующие общие процессы:
Некоторые языки моделирования являются языками в более общем смысле, т.е. выходят за рамки средства общения пользователя с компьютером, они оказывают пользователю помощь в формулировании проблемы. Имея словарь и синтаксис, они являются описательными, и в результате их пользователь через некоторое время (также как с другими языками) начинает думать на них. Поэтому, Кивиат считает, что две самых важных причины для использования языков моделирования, а не языков общего назначения состоят в удобстве программирования и выраженности концепций. Выраженность концепций важна на этапе моделирования и в общем подходе к экспериментированию с системой. Удобство программы проявляет себя во время действительного написания компьютерной программы. К другим преимуществам языков моделирования относится их использование как средства общения и документирования. Написанное на языке, похожем на английский, моделирование может быть легко объяснено управляющему проектом и другим не ориентированным на программирование пользователям. Однако при наличии сегодня зрелых, усовершенствованных языков моделирования и специальные инструментов моделирования (почти все из них работают на недорогих настольных микрокомпьютерах), остается мало причин, если такие есть вообще, почему кто-то будет использовать вместо них язык программирования общего назначения. Добавьте сюда важность и значение видеомультипликации, которую модель может предоставить — функция, которую сегодня в разной степени имеют почти все ПО моделирования. Выбор, скорее, в том, какой инструмент ПО моделирования использовать? Факторы, относящиеся к началу работы Первый вопрос, по которому нужно принять решение, это выполнять ли проект своими силами, или обратиться за помощью к консультанту. Бэнкс и Гибсон советуют: Если вы первый раз используете эту программу, то выполнять моделирование своими силами было бы неразумно. Предстоит принять слишком много решений, где можно наделать много ошибок. Приглашение консультанта для выполнения первоначального моделирования будет полезным, т.к. он сможет показать соответствующее применение этой технологии. В результате этого взаимодействия работники фирмы смогут научиться этой технологией пользоваться. Другим вариантом может быть работа консультанта с работниками фирмы во время первого применения технологии. Например, консультант помогает запустить проект, затем передает управление группе работников фирмы. Хотя инструменты ПО моделирования становятся все более мощными и легкими в использовании, но в успешном имитационном моделировании есть и много других аспектов. Многие компании сейчас приглашают консультанта для помощи с первыми несколькими проектами, пока динамика разработки моделирования не будет понята работниками фирмы. Для тех компаний, которые обращаются к моделированию достаточно редко (скажем, раз в год), приглашение консультанта будет, вероятно, более эффективным и экономически целесообразным. Рекомендательные письма консультанта и его предыдущий опыт исключительно важны; ведь именно его опыт необходим вам. К сожалению, нет общепринятой сертификации консультантов по моделированию (такой как сертификат инженера-консультанта), так что будьте осторожны. В поиске консультантов помогут рекламные объявления в специализированных отраслевых журналах, газетах с отчетами о выполненных проектах на Зимней конференции по моделированию (проводится каждый декабрь), или продавцы ПО моделирования. Кроме случаев, когда вам необходимо конкретное программное обеспечение, выбирайте независимую консультационную фирму, не связанную с продавцами программного обеспечения. После того как вопрос о том, выполнить ли проект своими силами, был решен, следующим вопросом будет выбор инструмента ПО моделирования. Прежде чем выбирать пакет ПО моделирования, нужно определиться с компьютером и операционной системой. Для большинства компаний, выбор будет между настольным компьютером с DOS, Windows или OS/2, или компьютером рабочей станцией с UNIX. В сущности, все инструменты ПО моделирования, имеющиеся сегодня, работают на одной или обеих этих системах — стандартом быстро становятся компьютеры с Windows 95 или NT. Есть несколько ПО, которые работают на «макинтошах», и еще меньше лицензионного ПО предлагается для больших ЭВМ. В оставшейся части данной главы мы будем говорить только о персональных компьютерах и компьютерах рабочих станциях, так как к ним относится 19 из 20 продающегося ПО моделирования. Выбор ПО моделирования должен затем проходить в два этапа. Первый этап — который может быть выполнен еще до появления каких-нибудь проблем — предназначен для просмотра вариантов программного обеспечения, подходящего пользователю и соответствующего возможностям имеющихся компьютеров. Второй этап относится к конкретной проблеме или классу проблем, которые нужно решить. К этому этапу нужно переходить после того как проблема была выявлена и сформулирована. Если в проекте участвует консультант или консультационная фирма, то обратитесь к ним за рекомендациями и помощью. На первом этапе процесса выбора, нужно решить какой тип ПО моделирования (общего назначения или специализированное ПО) необходим для пользователя и экономической задачи. При этом продукция, у которой нет достаточного опыта применения или нет достаточной поддержки, должна быть отбракована. Вот некоторые вопросы для рассмотрения:
На втором этапе нужно иметь дело с характеристиками конкретной проблемы. Несколько различных ПО возможно осталось после Этапа I, и сейчас могут быть использованы. Этап II, поэтому, имеет дело с выбором конкретного ПО для решения конкретной проблемы на конкретном компьютере. Вот некоторые вопросы, на которые нужно ответить на этом этапе:
И последний совет, попросите представителя поставщика программного обеспечения построить образец модели этой проблемы, включая репрезентативную логику и подробности. Много можно узнать из такой проверки. Другую информацию о начале работы с имитационным моделированием и выборе инструментов программного обеспечения см. в справочных материалах и источниках ПО моделирования в конце данной главы. Таблица 13.1 показывает некоторые основные возможности и требования самых широко используемых инструментов ПО моделирования отдельных событий, имевшихся в продаже на момент написания этой статьи. Большинство, если не все виды продукции из списка, работают на персональных компьютерах, обычно с одной из версий операционной системы Windows. Несколько ПО были разработаны специально для работы с Windows95 или NT (32-битные приложения), и могут легко интегрироваться с другими прикладными программами Windows. Некоторые виды продукции имеют полностью интегрированную рабочую среду, используя интерактивный графический интерфейс пользователя на основе меню для всех задач. Например: Arena, ProModel, и TaylorII. Несколько ПО позволяют использовать составляемые пользователем подпрограммы (как правило, написанные в «С» или Фортране) для соединения с моделью. Эта возможность может быть очень полезной при моделировании очень сложной логики принятия решений или больших массивов данных; в любом случае, программирование может быть более эффективным на общем языке программирования («С» или Фортране, например), чем на языке моделирования. У Siman, AweSim!, ProModel, и GPSS есть такая возможность. В Таблице 13.1 представлена продукция из обеих категорий — и языки моделирования общего назначения, и пакеты специализированных модулирующих программ. Хотя различия в некоторых случаях могут быть малозаметными, однако к языкам моделирования общего назначения относятся AweSim!, Extend, GPSS/PC, GPSS/H, ModSim, SIMPLE++, SFMSCPJPTII.5 и Siman (часть ПО Arena). Пакеты специализированных модулирующих программ включают в себя Arena (производство, центр обработки звонков, бизнес-процессы), AutoMod/AutoSched (приложения для производства и обработки материалов), Factor/Aim (производство), MicroSaint (производство), MPX (производство), ProModel (производство, бизнес-процессы), Quest (производство), Simprocess (бизнес-процессы), TaylorII (производство), ithink (бизнес-процессы) и Witness (производство, бизнес-процессы).
|