Simulace

Pozor, otevřeno v novém okně. PDFTiskEmail

V dnešní době je pro podniky čím dál tím důležitější optimalizovat své procesy. Není to jen módní trend, ale je to životní nutnost podniků. Pomocí optimalizovaných procesů může podnik lépe konkurovat na trhu.

Simulace se v současné době stává neodmyslitelným nástrojem při návrhu, optimalizaci, či provozu jakéhokoliv složitějšího systému. Simulační výpočty a virtuální modely reality lze úspěšně aplikovat v nejrůznějších oblastech lidské činnosti a pomalu se tak stávají nezastupitelnými komponentami návrhu a analýzy komplexních systémů, vývojových postupů či testovacích aktivit. Obecně lze nasimulovat téměř jakýkoliv proces, lze tedy promítnout a zobrazit téměř jakoukoliv existující či neexistující skutečnost, systém či ideu. Tento nástroj je tedy možné využít nejen pro ověřování předpokládaných jevů, ale také pro odhad budoucího výskytu události či chování systému. Stále častěji nachází simulace své uplatnění také v oblastech výrobních, logistických či transformačních procesů a dokonce v oblasti modelování podnikových procesů z pohledu nákladových kalkulací. Pomocí experimentů a simulačních výpočtů nad vytvořeným modelem má uživatel možnost v krátkém čase zmapovat průběh chování systému v reakci na jednotlivé změny vstupních parametrů. Po změně (zadání) vstupních parametrů takovéhoto modelu, spuštění simulačního běhu a vyhodnocení výsledků, uživatel v relativně krátkém čase zjišťuje efekty (dopady) zvoleného nastavení systému. Získává tak data, která lze využít pro optimalizaci procesů výrobního systému, podporu rozhodování a tedy i systému řízení výrobních procesů. V některých případech (v závislosti na použitém SW nástroji) má uživatel také možnost ještě podrobněji analyzovat simulovaný systém a to z pohledu nákladů a využít tak získaná data také v oblasti finančního plánování. Pro simulaci je dnes využíváno značné množství simulačních softwaru – Tecnomatix Plant Simulation, Arena, Witness, DELMIA Production System Simulation.

Ukázky využití simulace

Chování systému, jak se vyvíjí v průběhu času, se vytváří za pomocí simulačního modelu. Tento model se obvykle skládá ze sady předpokladů týkajících se operací v systému. Tyto předpoklady jsou vyjádřeny pomocí matematických, logických a symbolických vztahů mezi entitami nebo objekty zájmu simulovaného systému. Jakmile se jednou vytvoří a validuje model, pak je možné tento model použít k prozkoumávání reálného světa pomocí otázek typu „Co se stane, když…?“. Možné změny v systému je tak možné nejdříve odsimulovat a tak předvídat dopady na výkonnost reálného systému.

Simulace se také velmi často používá v etapě projektování systému, tzn. před tím, než je reálný systém vybudován.   Simulační model tak může být využit jako:

  • analytický nástroj pro předvídání efektů na změny na existujícím systému,
  • návrhový nástroj pro předvídání výkonnosti nových systémů, a to za různých okolností.

V některých jednodušších případech lze modely reality vytvořit pomocí matematických metod (tzv. analytické řešení). Je to možné udělat např. pomocí:

  • diferenciálních rovnic,
  • teorie pravděpodobnosti,
  • algebraických metod atd.

Mnoho reálných systémů je však tak komplexních a složitých, že modely těchto systémů není možné popsat a řešit analyticky. V takových případech se využívají numerické, počítačově založené simulace. Právě na počítačově založené simulaci je zaměřen i tento článek. Pomocí počítačově založené simulace je možné řešit téměř jakkoliv složitou realitu.

Copyright © 2011 KPV Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra průmyslového inženýrství a managementu