KURZUS: Gyártási folyamatok és szimulációs technikák

MODUL: II. modul: Modell építés Plant Simuation segítségével

6. lecke: Objektum típusok és alap funkciók

| Cél: A tananyag célja, hogy a hallgató megismerje a különböző objektum típusokat és elsajátítsa alap funkcióik használatát.
Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes
definiálni a mozgó objektum jelentését és tulajdonságait, felsorolni a mozgó objektumok típusait, ismertetni a mozgó objektumok tulajdonságait, definiálni a nem mozgó anyagáramlási objektum jelentését, tulajdonságait, típusait, különbséget tenni az anyagáramlási objektumok üzemállapotai között, felsorolni főbb jellemzőivel együtt az idő megadási lehetőségeket, ismertetni a meghibásodások beállításának lehetőségeit, definiálni a kilépési stratégia fogalmát, alkalmazni az átállás beállítási lehetőségeit, megkülönböztetni a statisztika gyűjtés intervallum részeit.
Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 80 percre lesz szüksége.
Kulcsfogalmak
mozgó objektum, anyagáramlási objektum, átállás, meghibásodás, kilépési stratégia, statisztika.
1. Mozgó objektumok (MU)
Olvassa el és jegyezze meg a mozgó objektum jelentését, tulajdonságait.
Az MU-k anyagáramlási objektumokon mozgó objektum típusok, amelyek a modellen belüli anyagáramlást képezik le. Az MU-nak nincs saját viselkedési formája, a szimuláció elindításakor generálódik, objektumról objektumra végig halad a modellen majd eltávolításra kerül. A legfontosabb alap tulajdonságai a hosszúság és a szélesség.
Olvassa és jegyezze meg a mozgó objektumok típusait.
A mozgó objektumoknak három típusa van:
Darab Konténer Szállítóeszköz
A MU-k elérése az Osztálykönyvtár/MUk mappából vagy az Eszköztár/Mozgó egységek fülön lehetséges.
MU-k elérési lehetőségei
36. ábra
Olvassa el és értelmezze a három mozgó objektum típus közötti különbségeket és tulajdonságaikat.
Darab
A Darab egy olyan objektum, amit a Bemenet hoz létre, az anyagáramlás objektumok dolgoznak fel és a Konténer és Szállítóeszköz objektumok szállítanak. A Darab nem szállíthat, nem tartalmazhat másik mozgó objektumot.
A darab kezelőfelülete
37. ábra
A Darab kezelőfelületén (Dupla kattintás) hat lapfülön tudjuk parametrizálni az adott objektumot.
Az Attribútumok fülön beállítható a hossz, szélesség, magasság értéke méterben. Az elhelyezési pont hossz, szélesség, magasság értékének megadásával a grafikus megjelenítési pontot tudjuk definiálni.
Az Útvonal fülön a mozgó objektum célállomásának megadására van lehetőség.
A Grafika fülön lehetőségünk van kiválasztani a Darab ikonképének megjelenítését. Vektor grafikus módban a legördülő menük segítségével ki tudjuk választani az ikonszíneket. Nem vektorgrafikus módban az alap ikonkészlet kerül alkalmazásra (Ikon szerkesztése menüben változtatható, lásd. 2. modul 6. lecke).
A Termék statisztika fülön lehetőségünk van be-ki kapcsolni a statisztikák gyűjtését. Itt látható (szimulációs futás közben) az adott a Darabra vonatkozó összes statisztikai adat.
A Költségek fülön megadható a darabonkénti költség.
A Felhasználói fülön készíthetők el az általunk szükségesnek tartott tulajdonságok a megfelelő adattípussal és értékekkel. A felhasználói attribútumokról a későbbiekben részletesen lesz szó.
Konténer
A Konténer elemet is a Bemenet hozza létre, az anyagáramlás objektumok dolgozzák fel és a Konténer és Szállítóeszköz objektumok szállítanak. A Konténer tartalmazhat más objektumokat, tehát szállíthat Darabokat és más Konténereket is. Van kapacitása, mátrix alapú tárolóhellyel rendelkezik, de nem veszi figyelembe a szállítandó objektum(ok) hosszát.
A konténer kezelőfelülete
38. ábra
Az Attribútumok fülön beállítható a hossz, szélesség, magasság értéke méterben. Az elhelyezési pont hossz, szélesség, magasság értékének megadásával a grafikus megjelenítési pontot tudjuk definiálni. Itt definiálható a kapacitás, ami mátrixos alapú. Az x, y és z méretek szorzatának eredményeként adódik a teljes kapacitás.
Az Útvonal fülön a mozgó objektum célállomásának megadására van lehetőség.
A Grafika fülön lehetőségünk van kiválasztani az Konténer ikonképének megjelenítését. Vektor grafikus módban a legördülő menük segítségével ki tudjuk választani az ikonszíneket. Nem vektorgrafikus módban az alap ikonkészlet kerül alkalmazásra (Ikon szerkesztése menüben változtatható, lásd. 2. modul 6. lecke).
A Termék statisztika fülön lehetőségünk van be-ki kapcsolni a statisztikák gyűjtését. Itt látható (szimulációs futás közben) az adott Konténerre vonatkozó összes statisztikai adat.
A Statisztika fülön lehetőségünk van be-ki kapcsolni a statisztikák gyűjtését. Itt látható (szimulációs futás közben) az adott Konténerre vonatkozó olyan statisztikai adat, ami csak abban az esetben érvényes, ha az adott Konténer valamilyen objektumokat szállít, tehát mozgó objektumként és szállítóeszközként is működik.
A Költségek fülön megadható a darabonkénti költség.
A Felhasználói fülön készíthetők el az általunk szükségesnek tartott tulajdonságok a megfelelő adattípussal és értékekkel. A felhasználói attribútumokról a későbbiekben részletesen lesz szó.
Szállítóeszköz
A Szállítóeszköz az Út és a KétirányúÚt anyagáramlási objektumokon mozoghat mindkét irányban a beállított sebességgel. Az Út hosszából és a Szállítóeszköz sebességből adódik az az idő, amit a Szállítóeszköz az objektumon tölt. Alapesetben a Szállítóeszközök nem tudnak előzni. Ha egy gyorsabb Szállítóeszköz utoléri az előtte haladó lassabbat, akkor automatikusan a lassabb, előtte menőhöz igazodik a sebessége. Amint megszűnik ez az akadály, a Szállítóeszköz felgyorsul az eredeti értékre. A Szállítóeszköznek is van kapacitása, bármilyen típusú MU szállítása lehetséges általa, a rakodó felület típusának beállítása többféleképpen lehetséges.
A szállítóeszköz kezelőfelülete
39. ábra
Az Attribútumok fülön beállítható a hossz, szélesség, magasság értéke méterben. Az elhelyezési pont hossz, szélesség, magasság értékének megadásával a grafikus megjelenítési pontot tudjuk definiálni. Itt adható meg a Szállítóeszköz sebessége, gyorsulása is. Valamint ha szükséges beállítható a visszafele menet is, ennek aktiválásakor az eredeti anyagáramlási iránnyal ellentétesen fog mozogni a Szállítóeszköz. Lehetőség van a Szállítóeszközt vontatóként üzemeltetni, ebben az esetben nem lesz kapacitása, viszont lehet hozzá csatolni további Szállítóeszközöket amelyek egy szerelvényt fognak alkotni (ennek beállítása összetettebb feladat, nem elég a jelölő négyzet kijelölése).
A Rakodó felület fülön választható ki a Szállítóeszköz rakodó felületének típusa és állíthatók be a kapacitási értékek.
Raktár típus esetén mátrixos alapú a tárolás, az x, y és z méretek szorzatának eredményeként adódik a teljes kapacitás, a szállított objektumok méretét nem veszi figyelembe. Út típus esetén megadható a rakodó tér hossza és/vagy kapacitása, ebben az esetben figyelembe veszi a szállítandó objektumok hosszát és csak annyit képes szállítani amennyi fizikailag ráfér vagy nem haladja meg a beállított kapacitás maximális értékét. A kapacitás alapértéke -1, ez a Plant Simulationban minden esetben a végtelent jelenti, így a hossz lesz a mérvadó a rakodófelület méretét tekintve. Szállítószalag típus esetén a raktér szállítószalagként értelmezhető, hosszal, sebességgel, kétféle irányú mozgatási lehetőséggel.
Az Útvonal fülön lehetőség van célállomás beállítására, ebben az esetben a Szállítóeszköz a lehetséges útvonalak közül a legrövidebb módon fogja megközelíteni a célállomást, de csak abban az esetben, ha az objektumok összekapcsolt állapotban vannak.
A Hibák fülön állíthatók be a karbantartások, véletlenszerű meghibásodások, eszköz rendelkezésre állás. A meghibásodásokról a későbbiekben részletesen lesz szó.
A Kontrollok fülön adhatók meg a Szállítóeszköz viselkedését irányító kontrollok/metódusok. Ezekről a későbbiekben részletesen lesz szó.
Az Akkumulátor fülön válaszható ki az akkumulátor használat. Elektromos jármű esetén lehetőség van az akkumulátorral kapcsolatosan paraméterek (töltés, fogyasztás, kapacitás stb.) beállítására.
A Grafika fülön lehetőségünk van kiválasztani a Szállítóeszköz ikonképének megjelenítését. Vektor grafikus módban a legördülő menük segítségével ki tudjuk választani az ikonszíneket. Nem vektorgrafikus módban az alap ikonkészlet kerül alkalmazásra (Ikon szerkesztése menüben változtatható, lásd. 2. modul 6. lecke).
A Termék statisztika fülön lehetőségünk van be-ki kapcsolni a statisztikák gyűjtését. Itt látható (szimulációs futás közben) az adott Szállítóeszközre vonatkozó összes statisztikai adat.
A Statisztika fülön lehetőségünk van be-ki kapcsolni a statisztikák gyűjtését. Itt látható (szimulációs futás közben) az adott Szállítóeszközre vonatkozó olyan statisztikai adat, ami csak abban az esetben érvényes, ha az adott Szállítóeszköz valamilyen objektumokat szállít, tehát mozgó objektumként és szállítóeszközként is működik.
A Felhasználói fülön készíthetők el az általunk szükségesnek tartott tulajdonságok a megfelelő adattípussal és értékekkel. A felhasználói attribútumokról a későbbiekben részletesen lesz szó.
2. Nem mozgó anyagáramlási objektumok
Olvassa el és jegyezze meg a nem mozgó anyagáramlási objektum jelentését, tulajdonságait és típusait.
Mozgó és nem mozgó anyagáramlási objektumok képezik a modell fő építő elemeit. A nem mozgó objektumok lehetnek aktív vagy passzív viselkedésűek, ezek szállítják vagy tárolják a mozgó objektumokat a szimulációs modellen keresztül.
Az aktív anyagáramlási objektum a mozgó objektumokat tudja fogadni, egy bizonyos ideig (feldolgozási idő, átállás stb.) tárolja és aztán automatikusan a következő objektumra továbbirányítja. A passzív anyagáramlási objektum a mozgó objektumokat nem tudja automatikusan továbbadni.
A nem mozgó anyagáramlási objektumok az Eszköztár/Anyagáram fülön találhatók meg.
Anyagáram eszköztár
40. ábra
Összekötő Eseményvezérlő Vázlat Interfész Bemenet Kimenet Állomás Párhuzamos Állomás Szerelő Állomás Szétszerelés Pakoló Robot Raktár Puffer Szortírozó Szállítószalag Szögfordító Fordító Fordítóasztal Irányba Fordító Asztal Út Kétirányú Út Áramlás Vezérlő Szinkron Ciklus
Olvassa el, figyelje meg az ábrákat és jegyezze meg, hogy az anyagáramlási objektumoknak milyen üzemállapotai lehetségesek szimuláció közben.
Az aktív anyagáramlási objektumok szimuláció közbeni állapotát az objektum fölött látható kis színes LED megjelenése szimbolizálja. A LED egyszerre több állapotot is jelezhet:
| zöld - működik, dolgozik
| barna - beállítás folyik
| narancssárga - várakozik
| sárga - blokkolt
| lila - kikapcsolt/készenlét
| piros - meghibásodás
| rózsaszín - megállított
| kék - szünetel
| világos kék - nem tervezett szünet
| cián kék - helyreállítás
A nem mozgó anyagáramlási objektumok legtöbb alapértelmezett beállítási lehetősége és viselkedése megegyezik. Az egyes objektumok sajátosságai, beállítási lehetősége a tananyag későbbi részében bemutatásra kerül.
Idők
Olvassa el és jegyezze meg az idő megadási lehetőségeket és jellemzőiket.
Feldolgozási idő: A feldolgozási idő meghatározza, hogy mennyi ideig tartózkodik egy mozgó objektum az adott objektumon mielőtt egy következő objektumra továbbkerülne.
Átállási idő: Típusváltás vagy előre meghatározott darabszámú mozgó objektum után az átállással, szerszámcserével töltött idő.
Visszaállítási idő: Beállítástól függően a mozgó objektum belépését követően a feldolgozási idő megkezdése előtti esemény. Minden belépő mozgó objektum esetén érvényes, előkészítési, beállítási tevékenység ideje.
Ütemidő: Meghatározza, hogy milyen gyakorisággal (taktidővel) történhet a mozgó objektumok belépése az adott objektumra.
Idők beállítási lehetőségei
41. ábra
Az időértékek megadásának formai követelménye óó:pp:mm, azonban bármilyen egész szám megadása esetén a szoftver a megadott számot másodpercnyi mértékegységnek tekintve automatikusan átkonvertálja a szükséges formátumra.
Az időértékek megadása nem csak konstans értékként lehetséges. Az időbeállításoknál minden esetben szerepel egy legördülő menü, amely segítségével lehetőség van megadni az időértékek beállításának típusát (eloszlás, képlet, táblázat stb.). Mindegyik beállításhoz más-más formai követelmények tartoznak.
Időértékek beállításának típusai
42. ábra
Hibák
Hibák minden anyagáramlási objektumra megadható. A hibák beállításával modellezhető a valóságban előforduló gépi meghibásodás. Egy objektumhoz, tetszőleges számú hiba rendelhető.
A hiba megadását az Aktív jelölőnégyzet kipipálásával kell kezdeni, majd az Új nyomógomb segítségével lehet létrehozni (43. ábra).
Hibák hozzáadása
43. ábra
Olvassa el és jegyezze meg a hibák beállításának típusait és jellemzőit.
A meghibásodások megadására kétféle lehetőség kínálkozik:
időbeli eloszlással, rendelkezésre állással.
Az időbeli eloszlás megadásánál (44. ábra) meg kell adni a meghibásodásra jellemző kezdeti és leállítási időpontot. Ezen időpontok megadása nem csak konstans értékként, hanem különböző matematikai eloszlásként is jellemezhetők. Megadható még intervallum érték is, ami az egybefüggő meghibásodás mentes időszakokat jellemzi. Ez a funkció a Rendelkezésre állás jelölőnégyzetből való pipa eltávolításával lesz aktív. Ebben az esetben az intervallumhoz rendelhető egy meghibásodási időtartam is.
Intervallumos meghibásodás beállítása
44. ábra
A rendelkezésre állás megadás (45. ábra) százalékos értékben történik. Ebben az esetben javítási időt is kell megadni (MTTR - Mean Time To Repairs). A szoftver ezek függvényében kiszámol egy átlagos időtartamot a meghibásodások között (MTBF - Mean Time Between Failures). A meghibásodások és a hiba mentes időszakok véletlenszerűen oszlanak meg. A rendelkezésre állóság annak a valószínűsége, hogy a gép mindig műveletre kész állapotban van.
Rendelkezésre állás beállítása
45. ábra
A hibák alapja lehet (45. ábra):
Szimulációs időhöz: Az intervallumként megadott (vagy automatikusan számolt) idő felhasználása, az objektum állapotától függetlenül. Működési időhöz: Az intervallumként megadott (vagy automatikusan számolt) idő felhasználása, az objektum szünet mentes időszakaiban (műveleti, várakozó állapot). Feldolgozási időhöz: Az intervallumként megadott (vagy automatikusan számolt) idő felhasználása, az objektum műveleti állapota alatt.
Kilépés
Olvassa el és értelmezze a kilépési stratégia fogalmát.
A kilépési stratégia határozza meg, hogy milyen módon kerül tovább az MU az egyik objektumról a másik objektumra. Az alapértelmezett stratégia a Ciklikus szétosztás, blokkolás nélkül. A kilépési stratégia minden esetben az adott objektum után Összekötővel kapcsolt objektumokra való továbbításának módját jelenti. A ciklikus esetében az adott objektumhoz kapcsolt következő objektumokra kapcsolási sorrendjükben (Utódágak) történik a kiosztás, folyamatosan, végtelenített ciklusban. Ha nincs kipipálva a Blokkolás akkor az MU áthelyezése a következő szabad objektumra fog megtörténni. Amennyiben a Blokkolás üzem aktív, akkor az MU akkor fog tovább kerülni, amikor a ciklusban következő objektum szabaddá válik, amíg ez nem történik meg az MU nem lép ki az adott objektumról.
Kilépési stratégiák
46. ábra
Átállás
Olvassa el és értelmezze az átállással kapcsolatos beállítási lehetőségeket.
Az Átállás fülön (47. ábra) az átállásokhoz szükséges parametrizálás végezhető el. Az átállás jelenthet szerszámcserét vagy tisztítást stb. Az Automatikus jelölőnégyzet aktív állapotban az MU-k beérkezésekor automatikusan meghívódik az átállási folyamat. A Csak ha üres jelölőnégyzet bekapcsolása esetén az MU csak akkor léphet be az objektumra, ha az átállási folyamat befejeződött. Ha ki van kapcsolva, az MU-k beléphetnek az objektumra az átállás folyamat közben is, de a munkavégzés csak az átállási folyamat végeztével fog megkezdődni.
Átállási beállítások
47. ábra
Az átállás történhet megadott darabszám után vagy típusváltáskor. A típusváltás jellemzője lehet az MU neve vagy valamilyen felhasználó által definiált attribútum, vagy ez opció ki is kapcsolható, ebben az esetben darabszám lesz az átállás indikátora.
Mátrixos átállási táblázat beállítása
48. ábra
Típusonként más-más átállási idő megadására is van lehetőség mátrixos formátumban (49. ábra). Ebben az esetben vissza kell térni az Idők fülre és az átállási időnél a Mátrix(Típus)-t választani. Majd az Eszköztár/Információ áram fülről egy TáblaAdat objektumot a Modell Vázlatba húzni és erre a táblázat objektumra hivatkozni az értékmegadásnál. Az Alkalmazás gombra kattintva a szoftver felkínálja a TáblaAdatt automatikus formázását, ezt az opciót ajánlott elfogadni.
Mátrixos átállási táblázat példa
49. ábra
A táblázatot mátrixos formátumban kell kitölteni (49. ábra). A nulladik sorban és oszlopban kerülnek a lehetséges MU nevek, a többi cellába az időérték. A mátrix főátlójában általában nem szerepel érték. Az átállási időérték kiválasztási logikája a sorról-oszlopra való átállást követi.
Statisztikák
A szimuláció lefutásának kiértékeléséhez a statisztikai adatokat vesszük figyelembe. Minden objektum gyűjt a saját teljesítményéről statisztikai értékeket. Ez a lehetőség ki-be kapcsolható az Erőforrás statisztika jelölőnégyzettel. Az objektumok típustól (termelő, szállító, tároló) függően különböző értékek gyűjtésére képesek.
Statisztikák fül
50. ábra
A Statisztika fülön látható az adott objektum összes lehetséges üzemállapota és a hozzá tartozó százalékos érték. Ez az érték az adott pillanatig eltelt szimulációs időhöz viszonyítottan adja meg az egyes üzemállapotok százalékos értékét. Itt található az objektumra belépő, kilépő, maximálisan és minimálisan, valamint az aktuálisan itt tartózkodó MU-k száma is.
Figyelje meg és jegyezze meg a statisztikai gyűjtési intervallum felosztását.
Statisztika gyűjtési intervallum felosztása
51. ábra

| Önellenőrző kérdések
1. Definiálja a mozgó objektum jelentését, sorolja fel alap tulajdonságait!
2. Sorolja fel a mozgó objektum típusokat!
3. Definiálja a nem mozgó anyagáramlási objektum jelentését és típusait, típusait jellemezze!
4. Párosítsa az anyagáramlási üzemállapotokhoz tartozó LED színeket! 1. narancssárga 2. rózsaszín 3. sárga 4. piros 5. zöld 6. lila 7. kék 8. barna működik, dolgozik beállítás folyik várakozik blokkolt kikapcsolt/készenlét meghibásodás megállított szünetel
5. Párosítsa össze az alábbi anyagáramlási objektumok időbeállításához kapcsolódó fogalmakat és leírásokat! 1. Feldolgozási idő 2. Átállási idő 3. Visszaállítási idő 4. Ütemidő Meghatározza, hogy mennyi ideig tartózkodik egy mozgó objektum az adott objektumon mielőtt egy következő objektumra továbbkerülne. Típusváltás vagy előre meghatározott darabszámú mozgó objektum után az átállással, szerszámcserével töltött idő. Beállítástól függően a mozgó objektum belépését követően a feldolgozási idő megkezdése előtti esemény. Minden belépő mozgó objektum esetén érvényes, előkészítési, beállítási tevékenység ideje. Meghatározza, hogy milyen gyakorisággal (taktidővel) történhet a mozgó objektumok belépése az adott objektumra.
6. Saját szavaival írja le a meghibásodás időbeli eloszlás beállításának jellemzőit!
7. Saját szavaival írja le a meghibásodás rendelkezésre állás szerinti beállításának jellemzőit!
8. Jegyzetfüzetébe rajzolja le a statisztikai gyűjtés intervallumának felosztását!