Simulatie

Simulatieprogramma’s om verloop van processen te voorspellen

Bij complexe robotbewegingen en onderlinge logistieke afhankelijkheden van meerdere simultane manipulaties,is het niet meer te voorspellen hoe de systemen zich gaan gedragen. Laat staan we nog een zinnige uitspraak kunnen doen over een te halen performance. Afhankelijk van de complexiteit van het systeem maken we gebruik van verschillende software om inzicht te krijgen in de mate van gelijktijdigheid en bijbehorende cyclustijden

Bij gemiddelde complexe bewegingsprofielen kunnen we volstaan met ons eigen ontwikkelde simulatie software. Bij zeer complexe systemen met een meer random karakter maken we gebruik van simulatieprogramma’s die een proces over een langere tijd kunnen voorspellen en waar ook gericht verstoringen kunnen worden ingegeven. Bij deze zeer specialistische tak van sport maken we gebruik van de ondersteuning door één van onze vaste partners.

Fouten vermijden en juiste beslissingen nemen

Een simulatie is een dynamisch proces. Vanuit een gegeven uitgangssituatie, laat een simulatie zien hoe deze situatie verandert en zich ontwikkelt in de loop van de tijd. Het model geeft daarbij als het ware de regels aan volgens welke deze verandering plaatsvindt. Voordelen van een simulatie zijn dat deze plaatsvindt in een gecontroleerde, welomschreven omgeving, en dat deze kan worden uitgevoerd zonder de werkelijkheid te beïnvloeden. De lessen die uit een simulatie worden geleerd kunnen vervolgens worden gebruikt om in de werkelijkheid verstandige beslissingen te nemen en fouten te vermijden. Belangrijk is dat de simulatie op de juiste manier en door een ervaren bedrijf wordt uitgevoerd. Als het model geen goede beschrijving van de werkelijkheid weergeeft, is het vertrekpunt verkeerd gekozen. Als gevolg daarvan kunnen onjuiste veronderstellingen worden gemaakt of er wordt geen rekening gehouden met onzekerheden. Dit kan leiden tot het trekken van voorbarige of foute conclusies. Z-tech heeft ervaring in het uitvoeren van dynamische en statische simulaties.

Dynamische simulaties

In dynamische computersimulaties worden de veranderingen van het systeem in de tijd nagebootst. Om deze continue veranderingen goed op een computer te kunnen berekenen wordt meestal gekozen voor een discrete benadering. Hierbij wordt de tijd opgedeeld in kleine blokjes. De toestand van het systeem wordt op basis hiervan stapsgewijs berekend, door middel van iteraties. De optimale grootte van deze blokjes kan proefondervindelijk worden vastgesteld of op basis van statistische methoden (afhankelijk van de gewenste betrouwbaarheid). Naast de tijd kan bij bepaalde ruimtelijke modellen ook de ruimte opgedeeld worden in kleine blokjes. We noemen dit cellulaire automaten.

Statische simulaties

In statische computersimulaties wordt de verandering van het systeem in één rekenslag berekend. Het systeem vervalt dan in een keer van de ene toestand in de andere. Deze simulaties zijn vooral bekend uit de technische wereld en worden vooral gebruikt voor ontwerp-toepassingen, waar veranderingen van het ontwerp in afhankelijkheid van omgevingsfactoren worden doorgerekend (bijvoorbeeld bij technische constructie).

Voorbeeld dynamische simulatie

Om meer inzicht te geven ten aanzien van simulaties, geven we hierbij een voorbeeld van een dynamische simulatie uit de praktijk:

Doel en afbakening

Doel: Bepalen van het aantal robots, benodigd voor het verwerken van productonderdelen bij diverse verschillende samenstellingen”
Afbakening: Aanvoer vanuit stansmachine en magazijnen is 100% gegarandeerd

Robot pakt, indien onderdeel benodigd en binnen bereik, het onderdeel dat als laatste het bereik binnen is gekomen (LCFS) . (dus niet volgens vast ritme). De laatste robot pakt het benodigde onderdeel altijd volgens het FCFS-principe. Er wordt gerekend met 1 aflegpositie bij de robot (met gemiddelde cyclustijden van aflegpositie 1 en 2)

Input en variabelen

Snelheid stansmachine:
50 tot 80 cycli/min

Producten:
Type 1, 2, 3, 4 en 5

Afstand tussen producten:
minimaal 60mm

Kans op fout per robot:
‘mispick’: 1/1000 (worst-case)
‘drop’: 1/1000 (worst-case)

Pick-bereik robots:
400/500mm (resp. baan 1/4 en 2/3)
Product-onderdelen en pick-volgorde
Cyclustijden en bereik robots

Output

• Aannames
• Als robot het onderdeel 1) niet herkent of 2) niet juist oppakt, dan onderneemt de robot geen actie en blijft het onderdeel op de lopende band liggen. Robot wacht op volgend onderdeel dat binnen het bereik valt.
• Als robot het onderdeel oppakt en laat vallen dan is de kans dat het op 1 van de 4 banen valt evenredig verdeeld naar het aantal banden waar het product op kan vallen
• Presentatie Simulatie-model
• Presentatie Simulatie-resultaten