Какво най-общо представлява симулацията
Симулацията е полезен и бърз начин за тестване на ситуации и процеси в реалния живот, без необходимост те да бъдат прилагани в действителност. Това дава възможност да се определят сферите на подобрение, преди самите промени да бъдат извършени, което от своя страна може да спести ценно време и ресурси. Ползите от симулациите са още по-наложителни при планиране на нови инфраструктурни проекти, като магазини, складове и производствени предприятия, където нивото на инвестиции е високо и неправилното планиране може да доведе до катастрофални последствия.
Точно както симулирането на пътни условия и ситуации при шофиране може да помогне на учениците да подобрят своите шофьорски умения, симулациите могат да помогнат за анализиране на бизнес процесите и откриване на точките където трябва да се направят подобрения.
Какво е симулация на бизнес процеси?
Бизнес процесът е набор или поредици от свързани задачи и дейности, които водят до конкретна цел или резултат. Симулацията на бизнес процеси е механизъм, който може да се използва както за тестване и анализиране на текущи бизнес процеси, така също и на такива, които все още не са внедрени.
Целта на симулацията е да се разбере как един процес може да работи в реалния свят, преди да бъде построен. Освен това, симулациите на процеси дават свободата за проява на креативност и за изпробване на различни решения и сценарии, докато се намерият тези, които работят най-добре, без да оказват влияние върху текущите производствени или други цикли.
Симулацията може да се използва не само при дизайн на нови процеси, но и за подобряване на текущи. Тяхното прилагане оказва ниско въздействие върху текущите разходи, което ги превръща в ефективен метод за подобряване.
Какви са предимствата от симулацията на процеси?
Симулациите могат да се използват в много различни области, като производство, логистика, обучение, образование, безопасност. Те позволяват да се провеждат реални експерименти, чрез които да се събират данни, без да се налага реално създаване на физическа среда. Предимствата на симулацията включват:
1. Запазване на ресурсите
Моделирането на бизнес процес и провеждането му като симулация е икономически по-изгодно, отколкото влагането на време и пари за изграждане и прилагане на процес, който може да се окаже дефектен. Намирането и отстраняването на проблеми по време на симулация може да спести време и пари, тъй като не оказва влияние върху работата, която в момента се извършва в организацията.
2. Визуален изход
Моделите на бизнес процеси ви дават възможност за визуален преглед на процесите. Изпълнението на симулации, базирани на дефинираните модели, позволява да се наблюдават връзките между различни задачи и да се идентифицира къде може да се наложи да бъдат добавени или премахнати операции от потока на процеса. Визуалните резултати от симулациите улесняват обобщаването на резултатите и тяхното представяне на заинтересованите страни.
3. Тестване на поведението на процеса
Тестването на поведението на бизнес процесите, преди да бъдат изградени, дава добра индикация за това как същите ще работят в реалния свят.
4. Решаване на проблеми
Анализът на поведението позволява да се анализира какво работи и какво не. По-лесно и по-евтино е да се коригират симулирани проблеми, отколкото да се поправят такива в реалния свят.
5. Образование и обучение
Симулациите са добър и рентабилен начин за обучение на студенти или нови служители в методите за решаване на практически проблеми. В редица западни университети симулативните игри са част от обучителните програми
6. Детайлни резултати
Резултатите, които се получават от симулация, обикновено са с голяма точност и детайлизация и могат да помогнат за прецизиране на очакванията, при прехвърляне на процеса от виртуалния свят в реалния.
7. Връзката между моделиране и симулиране на процеси
Моделирането представлява физическо, математическо или логическо представяне на процес или система, които могат да се приложат в реалния свят. Основният недостатък на моделирането е, че обикновено експериментите се провеждат в изолирана среда и се правят редица теоретични допускания. Например в редица икономически модели се въвежда ограничението "при равни други условия". За разлика от моделирането, целта на симулациите е, да се пресъздаде реална среда, като по този начин се тестват всички възможни връзки между различните елементи, които могат да влязат в някакви интеракция. Важно е да се отбележи, че моделите могат да се ползват като основа за създаване на симулация.
Видове симулации: Според начина и методите на провеждане можем да разделим симулациите в три основни групи: симулации на живо, виртуални симулации и конструктивни симулации.
Симулации на живо
При нея в реалната среда се пресъздават операции или процеси в по-малък мащаб. При този тип симулации обикновено се ползват реални хора и ресурси. Основен проблем тук се явява ограничената среда. Възможно да не мога да се измерят всички показатели.
Виртуални симулации
Виртуалните симулации включват реални хора , работещи с оборудване за управление в симулирана среда. Резултатът от симулацията се контролира от решенията и действията на хората, докато работят с оборудването. Тези видове симулации са интерактивни и полезни за измерване на уменията за контрол и управление на оборудване, вземане на решения и развитие на комуникационни умения.
Конструктивни симулации
При конструктивна симулация всички обекти (хората, средата, ресурси) са обект на симулиране. Реални хора въвеждат данните за изграждане на дигиталната среда, но те не определят резултата. Компютърът изпълнява симулацията, за да предвиди възможните резултати, да анализира данни, да генерира статистическа информация и т.н. Тази група симулации са възможни благодарение на развитието на компютърните системи и подобрените алгоритми. Данните, които са събират са много подробни и детайлни и дават много добра основа за обективна преценка.
Пример за система, в която могат да се моделират различни симулативни процеси, е Flexsim. Софтуерът разполага с редица библиотеки и дефинирани обекти, които улесняват решаването както са по-прости, така също и на много сложни проблеми.
Ще дадем два примера за решаване на конкретни казуси с приложението Flexsim, с каквито бихме могли да се сблъскаме в работното си ежедневие.
Пример 1 – Симулация на работен цикъл на електрически складови машини, за изчисляване на необходимия капацитет и вид на батериите.
Казусът се състои в това да се определи дали следва да се ползват батерии с по-голям капацитет, опция за бърза смяна на батерии или да се ползва опция за бързо зареждане по време на престоите.
Симулацията е построена, като са ползвани реалните размери на склада ( Flexsim дава възможност за използване на подложка от Autocad). Позиционирани са няколко блок зони са съхранение на стоки на земя. Въведени са реални данни за вход и изход на стоки на дневна база. Избрани са пикове моменти, с цел да се установи максималното натоварване. Определен е реалният брой на машините, които ще се използват – в нашия пример това са 6 електрокара.
Симулацията е изпълнена за два последователни работни с дни с нормална осем часова продължителност както са въведени и съответните почивки. Настроени са графики за събиране на статистически данни за работния цикъл на всяка една машина.
Данните, които са необходими и се събират от системата са: време на престой, изминато разстояние, общо време на движение с товар, общо време на движение без товар, продължителност на повдигане и спускане на товари и празни ходове на мачтата. С толкова детайлна информация изборът на батерия става много лесна задача. А изработването на толкова опростена среда изисква не повече от 1 час за човек с начален опит за настройка на системата.
Пример 2: Определяне на дължината на конвейерна линия за изход на готова продукция към дистрибуторски склад.
В този пример отново са използвани реални размери на складовата площ и стелажно оборудване, което е планирано да се инсталира. Проблемът с дължината на конвейерната линия се състои в това, от една страна да се осигури такъв буфер от готови палети, че да на се получава изоставане при тяхното заскладяване, което може да доведе до спиране на цялата поточна линия, а от друга дължината да не е прекалено голяма и да заема ценно складово пространство. Отговорният оператор за извеждане на стоките от поточната линия е един, но на него му се възлагат и други функции, като: товарене и разтоварване на транспортни средства, изпълнение на клиентски поръчки. По тази причина подобни дейности също са въведи в симулираната среда. Изходът на палети от производство се симулира с експоненциално разпределение, като в параметрите са заложени реалните капацитети за изработка на готова продукция. Статистическото разпределение се използва, защото капацитетът на производството е неритмичен – имаме заложена дневна норма, но в зависимост от продуктите, които се произвеждат, той може да варира в отделните отрязъци от време. Чрез предварително заложени алгоритми за разпределение може да се доближим до реалната среда, което е много трудно да се постигне по друг начин.
На база проведените симулации е изчислено, че дължината на конвейра следва да осигурява минимален буфер от 8 палета ( взето е решение да се инсталира конвейр с капацитет от 10 палета). Също така е констатирано, че заетостта на оператора общо за една смяна ще е в рамките на 70%, което осигурява достатъчен ресурс за справяне в пикови моменти.
Както посочихме по-рано тези два примера са доста симплифицирани и са сведени до решаването на локални проблеми. Нека си представим какво би представлявала симулацията на един автоматизиран склад, в който са съчетани много видове обработка на стока – палетен склад, зона за дребно комисиониране, зона за проверка, консолидация и експедирани и т.н. На долната снимка сме показали екран от подобна среда. Нейното създаване изисква значително повече време и настройки, но тук нивото на инвестиции е много голямо и в случай на проблеми, това може да ни коства разходи, които са стотици пъти над, това което бихме вложили в симулирането на подобен склад.
Освен процеси и операции в логистиката и производството с Flexsim могат да се симулира и обслужване на клиенти в търговски зони, проектиране на обществени сгради с голям интензитет на движение, обслужване на пациенти в болнично заведение и много други. На практика ограниченията се свеждат предимно до фантазията, на този, който проектира съответните модели.
Заключение: Конструктивните симулации създавани във виртуална среда са мощно средство за дизайн на множество бизнес процеси, производствени цикли, обработка на стокови потоци в логистични складове и много други. Компютърните модели ни дават възможност да погледнем в бъдещето без да се налага да влагаме реални ресурси, което ги прави не само икономически изгодни, но дори и задължителни, особено при големи и сложни проекти с високо ниво на инвестиции. Можем да използваме дигиталните симулации и за решаване на по елементарни задачи, които обаче трудно биха се реализира при ползване на конвенционални методи за прогнозиране.