华东IE教学研讨会_用仿真理解生产特性

用仿真的方法理解生产系统的动态特性从应用的角度看仿真教学王岩峰博士刃之砺信息科技（上海）有限公司总经理质量控制过程控制系统工程流程重组供应链管理排队论运营管理运筹学仿真仿真是多个学科有效的研究和教学工具仿真建模教学的原则*GeorgiaTechModelingandSimulationResearchandEducationCenter(MSREC)Principle1:Asolidgroundinginfundamentalsisessential.Principle2:BasicknowledgeandskillsincomputingfundamentalsareimportantPrinciple3:TightcouplingwithapplicationdomainsmustbemaintainedPrinciple4:ExposureofstudentstoabroadrangeofcoreM&StopicsisessentialPrinciple5:FluencyinmultiplemodelingparadigmsisakeytointellectualdevelopmentPrinciple6:StudentsshouldunderstandthefullM&SlifecyclePrinciple7:Effectivecommunicationskillsareaprerequisiteforsuccess20%30%30%20%问题是否明晰（Question）数据是否完备（Data）模型是否精准（Model）工具是否有效（Tool）成功应用仿真利用计算机仿真技术，利用工业工程原理，进行管理优化工欲善其事必先利其器系统复杂性绩效可量化性低风险和低成本性提高效率快速实验性易于理解和沟通提高生产效率的难度提高生产效率的难度NP-hardNon-Linear/LinearInteger(Mix)MultipleconstraintssynchronizationSinglequantityv.s.policyoptimizationFinitecapacityRandomnessandstochasticprocess提高生产效率的难度从理解到改善FromUnderstandingtoImprovement仿真，一个理解和改善复杂系统动态特性的有效方法•捕捉系统关键要素，理解系统运作规律•从定性分析到定量改善•快速实验，测试多种建议想法•低成本，无风险，不需要中断正常运作•图形动画界面，有效的沟通工具仿真在企业中的地位PLANNEROrderPlanningSCHEDULERWorkDispatchingSIMULATORScenarioAnalysisFactoryModelingWhatIfFactoryStatusWorkRelease*台积电黃崑智流程的优化静态动态定义流程合理化ECRS绩效和衡量参数和分析反馈和实验卓越流程仿真在企业中的地位用仿真进行生产系统的分析仿真可以回答的问题战略问题Strategic工厂生产能力如何确定？工厂负载如何影响生产成本和制造周期?制造周期缩短需要付出多大代价?管理问题Managerial在制库存和制造周期如何变化?机器的冗余产能应该设置多少合适?哪里是瓶颈工序，为什么会成为瓶颈?怎么样增加机器利用率?操作问题Operational决定制造周期的主要因素有哪些紧急订单对正常生产有多大影响什么是比较好的调度策略用仿真进行生产系统的分析订单数量产品组合机器分配…制造周期单位成本库存水平投资回报…生产动态特性和因果关联ProductionDynamics&Cause-EffectProductionschedulingpolicyevaluationMultipleconstraintsynchronizationToolallocationlogicevaluationetc过程策略评估(Procedure-PolicyEvaluation)ThroughputanalysisCycletimeanalysisBottleneckanalysisetc组合指标评估(AggregationEvaluation)NumberoftoolsBuffersizeLineitemmixLaborrequirementetc单点指标评估（SingleQuantityEvaluation)复杂程度问题举例种类用仿真进行生产系统的分析用仿真进行生产系统的分析什么样的流程适合仿真分析(CapabilityMaturityModel)AdHocChaoticProcessRepeatableProcessInformallyDefinedwithPredictableResultsDefinedProcessDefinedwithStandardResultsManagedProcessDefinedandMeasuredOptimizingImprovementFedBack成功率增大*GregHansen“AutomatingBPR”CAPI:ComputerAidedProcessImprovement用仿真进行生产系统的分析DefineQuestionDetermineKPIandmeasurementDeterminedecisionvariablesValidModelDefineDataRequirementBuildInitialModelUnderstandTargetSystemYNDesignExperiment(What-If)PlanMakeProductionRunsAnalyzetheoutputDocumentandpresentresults用仿真进行生产系统的分析确定模型的合适细化程度QuestionsandgoalsDataBudgetandresourceExpertjudgmentandsensitivityanalysisInlinewithdecisionmaker’sexpectationFromsimpletocomplex,fromcoarsetodedicate,fromlocaltoglobal用仿真进行生产系统的分析确定模型的合适细化程度SimulationModeling–theArtandScienceofChoiceABCDEFGDispatchingRuleABCDEFGRunRatesUnitCostYieldToolAllocationLineItemMixLotSizeCycleTimeCostofOwnershipUtilizationABFEAGCDA用仿真进行生产系统的分析工具Spreadsheet(EXCEL)Generalcomputerlanguageprogramming(C,C++,VB,etc)Genericsimulationsoftware(Arena,Extend,GPSS/H,SIMUL8,etc)Application-specificsimulationsoftware(AutoSched,eM-Plant,ProModel,FactoryExplorer,etc)用仿真进行生产系统的分析工具选择依据软件选择的困惑通用平台v.s.专用软件模块化v.s.描述性v.s.系统动力学符号可编程的IDE(集成设计环境）v.s.预制模块组装二维动画v.s.三维动画教学科研需要v.s.面向应用的需要学习曲线快v.s.学习曲线慢（少数学生的特长）建模时间快v.s.建模时间长豪华型v.s.经济型等等用仿真进行生产系统的分析工具选择依据摘自AverillLaw和DavidKelton的《仿真建模和分析》208页整体能力（包括建模的灵活性和简易性）建模灵活性和可编程功能；使用简易；分层建模；调试功能；模型快速运行；友好的前台处理功能；Run-time版本；数据导入导出功能；参数调节自运行功能；离散仿真和连续仿真混合；初始化到特定状态；状态保存和重调用；低价位硬件和软件的要求平台兼容性；操作系统动画和动态图形具有直观形象的动画功能；标准图标库；动画平滑可控；并行动画和事后播放；输入CAD图纸；动态实时参数和图形显示数理统计功能好的随机数发生器；多种分布函数供选；可以方便进行独立多次重复性随机试验；被理论证明的产生确信区间的方法；可以指定暂态周期和稳态周期；方便指定需收集数据；有限优化功能客户支持和文档售后培训；技术支持；良好的文档；范例；免费演示软件；用户交流平台输出图表功能标准报表；可定制报表；动态和静态图形；数据输出到第三方软件生产周期产品组合调度策略投料速率批量大小机器分配库存设置紧急订单生产模式用仿真进行生产系统的分析举例原理介绍用仿真进行生产系统的分析举例原理介绍三种常见调度策略FIFO–FirstInFirstOutSPT–SmallestProcessTimeEDD–EarliestDueDate用仿真进行生产系统的分析举例原理介绍物流供应链分析用仿真进行生产系统的分析举例软件介绍美国ImagineThat,Inc.开发的优秀通用仿真平台经济、方便、功能强大、建模离散、连续和流体系统开放源代码，集成开发环境(IDE)，可扩展性在仿真软件中领先学习周期短，适合教学、研究和企业咨询全球客户超过10,000家，服务大部分世界500强企业价位在1500人民币/用户（仿真实验室教学版）三万元建立20个学生同时使用的仿真实验平台拥有客户最多的仿真软件学校和研究机构：HarvardBusinessSchool,Stanford,Yale,NASA,TokyoUniversity,PurdueUniversity,GeorgiaInstituteofTechnology,UniversityofIllinois–Urbana,UniversityofIowa,UniversityofMaryland,UniversityofMassachusetts,UniversityofMelbourne,UniversityofPennsylvania,UniversityofTexas,UniversityofWisconsin,etc用仿真进行生产系统的分析举例软件介绍拥有客户最多的仿真软件欢迎到我们网站免费演示软件免费案例免费培训王岩峰博士刃之砺信息科技（上海）有限公司总经理