Plant Simulation

Plant Simulation
Тип имитационное моделирование
Разработчик Siemens PLM Software
Операционная система Microsoft Windows
Лицензия проприетарная
Сайт plm.automation.siemens.com/…

Plant Simulation — программная среда имитационного моделирования систем и процессов. Решение предназначено для оптимизации материалопотоков, загрузки ресурсов, логистики и метода управления для всех уровней планирования от целого производства и сети производств до отдельных линий и участков.

Plant Simulation входит в состав продуктовой линейки Tecnomatix компании Siemens PLM Software[1].

История продукта

В 1986 году немецкая научно-исследовательская организация «Fraunhofer Society for Factory Operation and Automation» разрабатывает объектно-ориентированную, иерархическую программу имитационного моделирования для Apple Macintosh под названием SIMPLE Mac for Apple Macintosh. В 1990 г. была основана компания AIS (нем. Angewande Informations Systeme), которой был создан продукт SIMPLE++ (нем. Simulation in Produktion Logistik und Engineering — симуляция в производственной логистике и проектировании). В 1991 г. компания AIS получила название AESOP (Angewande EDV-Systeme zur optimierten Planung).

21 октября 1997 году AESOP была куплена компанией Tecnomatix Technologies Ltd. В 2000 году продукт SIMPLE++ был переименован в eM-Plant в рамках корпоративного ребрендинга.

В начале 2005 года компания TECNOMATIX была поглощена компанией UGS Corp. и получила статус отдельного подразделения[2]. Год спустя продукт eM-Plant был переименован и стал называться Tecnomatix Plant Simulation Tool.

В январе 2007 года компания UGS была приобретена концерном Siemens AG. C этого момента поставки и поддержка решений Tecnomatix осуществляются компанией Siemens PLM Software[3].

Краткое описание

Вид окна 2D-модели
Вид окна 3D-модели

Plant Simulation представляет собой визуальную объектно-ориентированную среду для построения имитационных моделей широкого класса систем. Модели строятся из имеющейся библиотеки стандартных объектов, в которой имеются несколько основных разделов:

  • Material Flow — объекты, предназначенные для обработки подвижных объектов. Например: Source (источник деталей), SingleProc (единичная операция), Buffer (накопитель), Line (конвейер).
  • Movable Units — подвижные объекты: Entity (деталь), Container (тара), Transporter (самодвижущийся транспорт)
  • Information Flow — объекты для информационного обеспечения модели (переменные, таблицы, генераторы событий, интерфейсы обмена данными, методы для обработки событий)
  • User Interface — объекты для представления данных (графики, диаграммы)
  • Fluids – объекты для моделирования трубопроводов и потоков жидкостей

Кроме стандартных объектов доступны дополнительные библиотеки, реализующие специальные объекты (краны, автоматизированные склады) или инструменты (нейронные сети, генератор вариантов).

Все объекты обладают набором параметров (например, время операции) и поведением. Можно строить более сложные структуры, объединяя базовые объекты и добавляя подпрограммы (методы) обработки событий на языке SimTalk. Таким образом можно создавать пользовательские библиотеки объектов и иерархические модели.

При моделировании подвижные объекты (Movable Units) перемещаются по созданной структуре, генерируя события в моменты времени, определяемые параметрами объектов. В частности, при входе на объект и выходе с него.

По результатам моделирования автоматически собирается статистика — производительность за промежуток времени, время использования оборудования, степень заполнения накопителей, любые другие показатели.

Помимо обычного, двумерного, представления с анимацией на основе иконок, модель может иметь трёхмерное представление. Для создания трёхмерного представления используются 3D-модели в формате JT.

Особенности продукта

  • Встроенный объектно-ориентированный язык программирования SimTalk
  • Иерархическая структура модели с неограниченной глубиной вложенности
  • Возможность использования в симуляции статистических параметров отказов
  • Набор аналитических инструментов: анализатор узких мест, диаграмма Ганта, диаграмма Сэнки и др.
  • Встроенные универсальные инструменты оптимизации
  • Интерфейсы для обмена данными (ODBC, SQL, Excel, XML, ActiveX, OPC и др.)

Нововведения в версиях

Начиная с версии 9 реализована полноценная поддержка 64-битной архитектуры для возможности обработки больших массивов данных. Осуществлён переход на стандартное графическое ядро DirectModel, что позволило обмениваться с другими приложениями моделями в формате JT. Инструмент Pack and Go, позволяет записать имитационную модель в виде исполняемого файла EXE, не требующего лицензии Plant Simulation для своей работы. Инструмент «Менеджер библиотек», позволяющий отслеживать версии используемых в модели прикладных библиотек, изымать и добавлять новые библиотеки в модель.

В версии 10 реализован интерфейс обмена данными с PLM-системой Teamcenter, позволяющий автоматизировать получение исходных данных для симуляции. Появился интерфейс SQLite. Добавлены специализированные объекты для моделирования конвейерных систем.

В версии 11 произошел перевод ядра продукта на Юникод, что сняло ограничения в применении национальных языков, вплоть до названия объектов и операторов в коде. В объектах материалопотока появился стандартный функционал учета энергопотребления.

Начиная с версии 12 стандартная библиотека содержит объекты для моделирования потока жидкостей. Продукт получил новый пользовательский интерфейс с ленточным меню. Как результат сотрудничества с компанией Bentley Systems, 3D-визуализатор стал поддерживать импорт геометрии в виде облака точек[4].

Версия 13 поддерживает встроенный язык программирования SimTalk 2.0 с упрощенным синтаксисом и новыми возможностями. Обеспечена совместимость с прошлыми версиями, так как в модели можно использовать SimTalk 2.0 и 1.0 одновременно.

Использование

Plant Simulation используется во многих отраслях промышленности. Например, в автомобилестроении[5], машиностроении, авиационно-космической промышленности[6], обрабатывающей промышленности, электронной промышленности, производстве товаров народного потребления[7], логистике, на транспорте[8], в судостроении[9] [10] [11] и других отраслях.

Plant Simulation также используется в исследовательских целях учебными заведениями и научными организациями[12].

На сайте доступна бесплатная студенческая версия программы.

Источники

  1. ↑ Plant Simulation на сайте Siemens PLM Software. Архивировано 16 января 2010 года.
  2. ↑ “Tecnomatix Agrees to Be Acquired by UGS for $228 Million or $17 Per Share; Industry Leaders Come Together to Offer the Best PLM/MPM Solution to Customers” // Business Wire, Inc.. Архивировано 29 декабря 2016 года.
  3. ↑ UGS PLM Software объявила о вхождении в состав Siemens // Ведомости. — 22 мая 2007.
  4. ↑ Siemens и Bentley Systems вложат 50 миллионов евро в совместные разработки // isicad.ru. Архивировано 30 декабря 2016 года.
  5. ↑ Heinrich, Stephan. "Optimizing the Color Sorting Store" // Promasim. — 2008. Архивировано 30 декабря 2016 года.
  6. ↑ Hanreich, Klaus. "To shorten process times and retain ontime delivery of maintenanced aerospace engines, MTU Aero Engines built a new assembly hall that it designed to stabilize maintenance processes that are effectively supported by materialflow-oriented production methods" // Aerospace Engineering. — Май 2005. Архивировано 5 июня 2011 года.
  7. ↑ Hasenschwanz, Werner. "PRACTICAL AND USEFUL RESULTS; Process simulation in a brewery" // BBII.. — 2009. — № 1. Архивировано 30 декабря 2016 года.
  8. ↑ «Цифровой аэропорт» Планирование и оптимизация работы аэропортового комплекса // АЭРОПОРТ ПАРТНЁР. Архивировано 19 августа 2016 года.
  9. ↑ Plant Simulation for shipyards // geoplm.com. Архивировано 30 декабря 2016 года.
  10. ↑ Park, Eun-Jung. "A SIMULATION MODEL WITH A LOW LEVEL OF DETAIL FOR CONTAINER TERMINALS AND ITS APPLICATIONS" : Proceedings of the 2007 Winter Simulation Conference.. — Декабрь 2007. — С. 2004-2011. Архивировано 29 апреля 2011 года.
  11. ↑ Caprace, Jean-David. "Minimization of Production Cost by use of an Automatic Cost Assessment Method and Simulation". The AsiaLink-EAMARNET International Conference on Ship Design, Production &Operation. // Journal of Harbin Engineering University. — Декабрь 2006. — Т. 27. Архивировано 30 декабря 2016 года.
  12. ↑ Имитационное моделирование в Tecnomatix Plant Simulation 11 в учебном процессе // CAD/CAM/CAE Observer. — 2015. — № 2 (94). Архивировано 30 декабря 2016 года.

Литература

  • Steffen Bangsow. Manufacturing Simulation with Plant Simulation and SimTalk Usage and Programming with Examples and Solutions. — Heidelberg: Springer-Verlag, 2009. — ISBN 978-3-642-05073-2.
  • Steffen Bangsow. Tecnomatix Plant Simulation. Modeling and Programming by Means of Examples.. — Switzerland: Springer International Publishing, 2015. — ISBN 978-3-319-19502-5.
  • Michael Eley. Simulation in der Logistik: Einführung in die Erstellung ereignisdiskreter Modelle unter Verwendung des Werkzeuges "Plant Simulation". — Berlin: Springer Gabler, 2012. — ISBN 978-3-642-27372-8, 978-3-642-27373-5.

Ссылки