Имитационные и графические VR-модели в рамках концепции e-Manufacturing

Классические подходы к имитационному моделированию производственных и логистических процессов нашли свое полное воплощение в реализации современного цифрового производства. В конце 90-х годов практически все автомобилестроительные концерны Германии (DaimlerChrysler, Mercedes-Benz Pkw, Opel, BMW, Audi) пришли к выводу о том, что возникли условия для реализации качественно нового уровня автоматизации процессов на всех этапах жизненного цикла изделия: начиная с эскизного проектирования и заканчивая утилизацией отслужившей свой срок техники. Эти условия были обеспечены, с одной стороны, уровнем развития базовых информационных технологий, а с другой — большим положительным опытом применения этих технологий на самих предприятиях. Для производства, существующего в условиях «тотальной информатизации», было предложено несколько различных названий, из которых наиболее прочные позиции завоевал термин Digitale Fabrik (цифровая фабрика), но более часто сущность Digitale Fabrik сегодня выражают с помощью «интернационального» термина e-Manufacturing.

Основным содержанием идеи e-Manufacturing является непрерывное (если переводить буквально используемую при этом немецкую терминологию, то — сплошное) применение цифровых моделей в процессе проектирования и эксплуатации производственных систем. При этом в виде цифровых моделей отображаются не только сами изделия (например, в виде двумерных или трехмерных CAD-чертежей), но и все средства производства, а также производственные и логистические процессы.

Специальные способы хранения всех относящихся к сфере e-Manufacturing данных и средства управления этими данными создают условия для информационной интеграции всех видов деятельности, которые связаны с подготовкой и реализацией процесса производства. Сами люди, участвующие в этой деятельности, получают возможность наблюдать статические объекты или динамические процессы, как правило, в виде тр? хмерных изображений, создаваемых с помощью методов VR (виртуальной реальности). Ставится цель, достичь с помощью e-Manufacturing такого уровня моделирования объектов и процессов, при котором реальный процесс производства будет начинаться только тогда, когда абсолютно все его элементы будут изучены и оптимизированы с помощью моделей. Для специалистов на производстве главным должен стать принцип: «Буду делать только то, что я уже наблюдал на экране компьютера».

Для реализации концепции e-Manufacturing необходимо иметь три группы программных продуктов:

• · средства для «интеллигентного» хранения разнообразных текстовых и графических данных, первоначально представленных в самых различных форматах;
• · средства для компьютерного моделирования объектов и процессов;
• · средства для визуализации результатов моделирования методами VR.

Иногда всю суть концепции e-Manufacturing с точки зрения моделирования описывают формулой: «Simulation + Virtual Reality».

На предприятии, внедрившем концепцию e-Manufacturing, можно встретить очень разные виды имитационных моделей, как, например:

• -модели систем транспортировки грузов по территории предприятия с помощью мобильных средств (погрузчиков, трейлеров и т. п.);
• -сборочные конвейеры;
• -модели складских процессов (при?м грузов, перемещение грузов в зоны хранения и обратно, отбор, комплектация, упаковка и отправка грузов);
• -и др., в том числе внешняя логистика предприятия (цепи поставок).

Реализация таких моделей осуществляется с помощью коммерческих симуляторов для процессов с дикретными событиями: GPSS, Simula, Arena, AutoMod, eM-Plant, Extend, ProModel, QUEST, SIMFACTORY II.5, Taylor ED и WITNESS. иммитационный моделирование агентный экономический Сутью моделируемых процессов в таких моделях является перемещение во времени и в пространстве, как правило, большого количества объектов, образующих в совокупности некие «потоки». Такие модели поэтому и в пределах e-Manufacturing часто называют Material Flow Models (Materialfluss-Modelle).

VR-модели могут создаваться как в среде самих пакетов моделирования, так и с помощью таких универсальных средств, как язык VRML, который, фактически, стал стандартным средством представления тр? хмерных графических моделей в промышленных приложениях.

На европейском рынке программных продуктов две фирмы заявили, что готовы предложить полные наборы взаимно совместимых продуктов для поддержки внедрения концепции e-Manufacturing. Таковыми являются фирмы Tecnomatix (www.tecnomatix.com) и DELMIA (www.delmia.com). Ядром каждой системы является специальный банк данных, в котором представлены три базовые структуры данных производственного назначения, называемые «Product, Process and Resources» (сокращенно — PPR). У Tecnomatix этот банк данных называется eManufacturing Server (eMS), а у DELMIA — PPR Hub. В качестве инструмента для решения задач моделирования материальных потоков Tecnomatix предлагает симулятор eM-Plant, а DELMIA — симулятор QUEST. С другими программными продуктами можно ознакомиться, посетив страницы этих фирм в интернете.

Известно также большое количество решений на основе Simulation Software в области стратегического планирования и развития цепочек поставок.