Simulačná technológia umožňuje vytvárať údaje. V súvislosti s výrobou nám tieto údaje pomáhajú replikovať a reprodukovať operácie všetkých prvkov vo výrobnej linke v reálnom svete. Vďaka simulácii môžeme napodobniť rôzne vlastnosti a správanie, ktoré sa objavujú vo výrobe, vrátane strojného vybavenia a pracovnej sily. Generujú informácie o ich využití, výkone a celkovom vplyve na produkciu v priebehu času.

Inak povedané, priemyselnú simuláciu možno definovať ako počítačový model skutočného výrobného systému. V rámci simulačného modelu možno zohľadniť inventár, montáž, výrobu a ľudské zdroje, čo vedie k rozhodnutiam, ktoré môžu udržiavať alebo zlepšovať efektivitu pri najnižších možných nákladoch. Údaje, ktoré získame pomocou simulácie, umožňujú otestovať rôzne kombinácie a scenáre vo virtuálnom svete. Máme tak oveľa vyššiu dôveru v to, že výrobné riešenia, ktoré implementujeme, budú fungovať tak, ako boli navrhnuté. Medzi výhody priemyselnej simulácie vo výrobnom priemysle patrí zníženie investičného rizika, minimalizácia odpadu, zlepšenie účinnosti, zníženie spotreby energie a zvýšenie ochrany zdravia pracovníkov.

Simulačné softvéry pomáhajú riešiť rôzne problémy modelovaním skutočných udalostí pomocou matematických modelov a zložitých algoritmov. Umožňujú nám vykonať alebo pozorovať konkrétnu operáciu bez toho, aby sme sa skutočne podieľali na potenciálnych rizikách. Treba však zdôrazniť, že by sme sa nemali spoliehať iba na výsledky simulácie a riadiť sa nimi. V reálnom svete vplýva na výrobu viac faktorov, ktoré by sa mali zohľadniť spolu so simuláciou.

Simulácia nie je vizualizácia

Často sa stáva, že pojmy simulácia a vizualizácia sa zamieňajú. Stručne povedané, simuláciu môžeme definovať ako produkciu údajov a vizualizáciu ako reprezentáciu údajov. Zatiaľ čo technológia 3D vizualizácie umožňuje, aby všetky prvky vyzerali skutočne, simulačná technológia umožňuje, aby fungovali, akoby boli skutočné. Inými slovami, vizualizačná technológia nám umožňuje vizuálne reprezentovať údaje, ktoré získame simuláciou. Tieto nástroje umožňujú spracovať simulačné údaje do priateľskej formy 2D výkresov, grafov, obrázkov alebo dokonca do 3D animácie.

Poskytnutím číselných údajov v ľahko pochopiteľnom formáte umožňuje vizualizácia každému – bez ohľadu na to, či má technické vzdelanie – efektívne interpretovať a analyzovať údaje. To zase pomáha urýchliť pracovné postupy a uľahčuje komunikáciu. Vizualizačná technológia tak sprístupňuje simulačné údaje.

Prehľad simulačných SW nástrojov

Na trhu môžeme nájsť rôzne simulačné programy. Od tých najjednoduchších postavených na matematických modeloch až po tie najrozsiahlejšie s animačným prostredím, 3D grafikou, virtuálnou realitou a možnosťou napojenia na podnikový informačný systém. V tejto časti článku sa pozrieme na najvyužívanejšie simulačné programy v priemysle.

AnyLogic je multifunkčný simulačný nástroj, ktorý dokáže simulovať množstvo udalostí v rôznych priemyselných odvetviach, ako je riadenie projektov, cestná doprava, letectvo, zdravotníctvo, výroba, trhy a konkurencia, dodávateľský reťazec a logistika, obchodné procesy, maloobchod a dynamika ekosystémov. Tento simulačný nástroj podporuje všetky prístupy k modelovaniu – diskrétnu simuláciu, systémovú dynamiku a agentovo orientovanú simuláciu. Tiež umožňuje vytvárať simulácie v 3D priestore, čo zabezpečuje ešte väčšiu mieru interakcie s objektmi v modeli.

Simul8 je simulačný softvér vytvorený na plánovanie, navrhovanie a optimalizáciu výroby a logistiky. Radí sa do kategórie cenovo efektívnych a ľahko použiteľných produktov na riešenie rôznych úloh logistiky. Pomocou simulačného programu možno riešiť problémové úlohy obchodných a produkčných procesov, dodávateľského reťazca, informačných tokov a pod. Cieľom tohto softvéru je znížiť náklady a maximalizovať efektivitu. Medzi jeho kľúčové vlastnosti patrí vysoká miera výroby, rýchle a flexibilné modelovanie, dobré výsledky simulácie, zobrazovanie vizuálnej logiky či budovanie tvorivej produktivity. Je vhodný pre používateľov aj bez znalostí programovania, pretože umožňuje aplikáciu modulov s inštrukciami krok za krokom.

Simulačný softvér Witness je určený na simuláciu a optimalizáciu výrobných, logistických a obslužných procesov. Medzi ďalšie možnosti simulačného programu Witness možno zaradiť rozbor materiálového toku a kritických častí procesu, kontrolovanie metód riadenia produkcie, predpokladanie dôsledkov prevádzkových zásahov a iné. Simulačný nástroj podporuje iba diskrétnu simuláciu. Ponúka 3D zobrazenie priebehu simulácie – nová 3D vizualizácia v reálnom čase bola predstavená vo verzii Witness 14. Nemenej dôležitá súčasť Witness je modelovanie pracovných zmien zamestnancov.

Simulačný program Arena sa zaraďuje medzi najčastejšie používané grafické nástroje, ktoré majú uplatnenie pri simulácii diskrétnych systémov pomocou návrhov, modelov, vizualizácie a realizácie štatistických analýz. Simulačný program umožňuje riadenie výroby, logistického reťazca, balenia, ďalej je schopný hodnotiť priebeh výrobného procesu, plánovať kapacity, optimalizovať zásoby, zefektívniť stroje a baliace zariadenia, analyzovať možnosti dopravy a pod. Na rozdiel od AnyLogic možno simulovať len diskrétnu simuláciu, agentovo orientovaná a systémová dynamika nie sú dostupné. Poskytuje realistický 2D/3D návrh animácie, znižuje prevádzkové náklady, zvyšuje ziskovosť, skracuje čas dodania a diagnostikuje problémové oblasti.

MATLAB je pravdepodobne najpopulárnejší nástroj a interaktívne prostredie na vedecké a technické výpočty, analýzu údajov, vizualizáciu a vývoj algoritmov na tomto zozname využívaný miliónmi študentov a vedcov po celom svete. Vyvinutý spoločnosťou MathWorks bol primárne vytvorený s cieľom poskytnúť platformu pre numerický výpočtový a programovací jazyk. Voliteľný balík nástrojov v softvéri mu však poskytuje možnosti simulačného modelovania. MATLAB môže vykonávať grafické simulácie vo viacerých doménach pre najrôznejšie systémy. Rovnako ako MATLAB, aj Simulink vyvíja spoločnosť The MathWorks, Inc. Simulink je nadstavba MATLAB-u na modelovanie, simuláciu a analýzu dynamických systémov. Poskytuje používateľovi možnosť rýchlo a ľahko vytvárať modely dynamických sústav vo forme blokovej schémy.

Program Quest je komplexný 3D digitálny produkt určený na analýzu a simuláciu procesov. Na základe vytvoreného 3D modelu možno determinovať optimálnu alokáciu zariadení a priebežný čas výrobného procesu alebo sledovať tok existujúcich nákladov. Na rýchle modelovanie výrobného procesu sú v programe dostupné základné stavebné bloky, napríklad zásobníky, pracovné bunky s procesmi alebo dopravné systémy.

Visual Components je softvér na 3D simuláciu a vizualizáciu robotických pracovísk, výrobných procesov a zariadení. Vďaka jednoduchosti, vysokej úrovni presnosti a schopnosti exportovať výstupy pripravené pre projekty majú teraz odborníci vo výrobe príležitosť navrhovať a komunikovať výrobné riešenia pracovníkom, klientom či zainteresovaným stranám. Nové režimy vykresľovania a vylepšené možnosti náhľadu umožňujú lepšie zobrazenie detailov a prinášajú bohatší realistický obrazový zážitok.

Potrebujem simulačný softvér?

Na túto otázku neexistuje jednoznačná odpoveď. Dalo by sa však povedať, že simulačný softvér je nevyhnutný, ak chceme pochopiť, ako fungujú procesy vo výrobných podnikoch, bez toho, aby sme boli nútení navrhovať prototypy. Používatelia softvéru môžu akýmkoľvek spôsobom upravovať a vylepšovať modely, aby videli, ako by sa správali v reálnom prostredí. Samozrejme použitie simulačného softvéru závisí od viacerých faktorov – od ľudských zdrojov, možností spoločnosti aplikovať ho, dôležitým faktorom je aj ekonomická návratnosť do investovaného simulačného softvéru alebo programu.

Zdroje

[1] Simulation Software. Capterra. [online]. Citované 6. 4. 2021.

[2] Benefits of Simulation in Manufacturing Industry. Plant Automation Technology. [online]. Citované 6. 4. 2021.

[3] Simulation vs. Visualization – what´s the difference? Visual Components. [online]. Publikované 11. 5. 2017. Citované 6. 4. 2021.