Цифровой завод: методы дискретно-событийного моделирования и оптимизации производственных характеристик

Аннотация

      В статье представлен новый подход к разработке «цифрового двойника» производственного предприятия, на примере завода по выпуску телевизионной техники. Особенностью предлагаемого подхода является применение гибридных методов агентного и дискретно-событийного имитационного моделирования, с использованием которых реализована компьютерная модель сложного производственного процесса сборки готовой продукции (телевизоров) из поступающих комплектующих. Важнейшими требованиями, предъявляемыми к подобной системе, является интегрируемость всех ключевых звеньев цифрового завода: конвейерных линий, складов с комплектующими и готовой продукций, сортировочно-конвейерной системы, сборочного цеха, отдела технического контроля, упаковочного цеха и других подразделений. Предлагаемая имитационная модель реализована в системе AnyLogic, поддерживающей возможности применения методов агентного и дискретно-событийного моделирования в рамках одной модели, а также использования встроенного генетического алгоритма для оптимизации основных параметров модели – наиболее важных производственных характеристик (например, времени сборки одного изделия или числа сотрудников, задействованных в процессах сборки, контроля качества и упаковки). С помощью разработанной модели проведены оптимизационные эксперименты при различных интенсивностях загрузки конвейерных линий комплектующими, различных ограничениях на трудовые ресурсы и др. Исследованы три сценария поведения производственной системы: отсутствие дефицита комплектующих с возможностью существенного увеличения привлекаемых трудовых ресурсов, дефицит комплектующих при сохранении спроса на конечную продукцию, наличие жестких ресурсных ограничений на максимальное число сотрудников, задействованных в процессах на фоне профицита комплектующих.