1.2: Промислове застосування моделювання

Last updated
Save as PDF

Page ID: 28646

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Щоб краще зрозуміти, що таке моделювання та які проблеми його можна використовувати для вирішення, розглянемо наступне промислове застосування, яке може бути використано для перевірки майбутнього стану розширення заводу (Standridge and Heltne, 2000). Конкретний завод стурбований капітальними ресурсами, необхідними для своєчасного завантаження та відвантаження залізничних вагонів. Будуть зроблені великі капітальні інвестиції в завод, але шанс на майбутні великі розширення мінімальні. Таким чином, всі додаткові об'єкти навантаження, які називаються точками навантаження, необхідні в осяжному майбутньому, повинні бути побудовані в поточний час і повинні бути виправдані на основі прогнозів попиту на продукцію.

Кожен виріб можна завантажувати тільки в конкретних місцях навантаження. Місце навантаження може бути в змозі завантажити більше одного виробу. Однак завантажувати всі продукти на всі місця навантаження не представляється можливим. Розумне призначення продуктів для завантаження плям може зменшити кількість нових місць навантаження, необхідних. Крім того, необхідне технічне обслуговування вантажного обладнання. Таким чином, місце навантаження доступне не кожен день.

Структура продукту зберігання і завантаження частини установки показана на малюнку 1-1. Продукти зберігаються в резервуарах з кожним резервуаром, присвяченим певному продукту. Ємності з'єднуються трубопроводами до одного або декількох місць навантаження, які обслуговують одну або дві залізничні лінії для завантаження. Ці численні зв'язки не показані.

Першочерговим показником продуктивності системи є відсоток відправлень, здійснених вчасно. Кількість пізніх відправлень і кількість днів, кожен з яких запізнюється, також цікавлять. Шаблони доставки важливі, тому кількість фунтів, що відвантажуються щодня для кожного продукту, повинна бути записана. Необхідно контролювати використання кожного місця навантаження.

Знімок екрана 2020-04-27 о 6.56.15 PM.png

Завод повинен взяти в оренду залізничні вагони, щоб відвантажити продукт споживачам. Для різних продуктів можуть знадобитися різні типи залізничних вагонів, тому розмір кількох автопарків залізничних вагонів повинен бути оцінений. Крім того, розмір заводу залізничного двору повинен визначатися як функція кількості залізничних вагонів, які він повинен утримувати.

Модель повинна враховувати купівельний попит на кожен товар. Щомісячний попит коливається від 80% до 120% від очікуваного значення. Очікуваний попит на деякі товари змінюється в залежності від місяця. Крім того, кожне місце навантаження повинно визначатися його пропускною спроможністю у залізничних вагонів, завантажених за день, а також продуктами, які вона може завантажувати. Слід враховувати час поїздки залізничного вагона до клієнтів від заводу та від замовника до заводу, а також час перебування вагона на об'єкті замовника. Технічні характеристики технічного обслуговування залізничних вагонів повинні бути включені.

Логіка моделі виглядає наступним чином. Кожен день кількість залізничних вагонів для відправки визначається для кожного товару. До відвантаження закріплюється залізничний вагон належного типу, який очікує на заводі. Якщо такого вагона немає, то модель просто створює новий і розмір автопарку збільшується на одиницю.

Завантаження продукту кожного залізничного вагона покладається на місце навантаження. Місця завантаження, які можуть завантажувати продукт, шукаються в порядку найменш використаного спочатку, поки не буде призначено доступне місце навантаження. Місце навантаження, можливо, раніше було призначено завдання завантаження до його потужності або може бути в технічному обслуговуванні і недоступним для завантаження. Зверніть увагу, що пошук місць навантаження в такому порядку має тенденцію збалансувати використання місця навантаження. Вагон завантажується і чекає, коли щоденний виїзний поїзд покине завод. Вагон надходить до замовника, залишається на об'єкті замовника до розвантаження, а потім повертається на завод. Технічне обслуговування виконується на автомобілі при необхідності.

Аналітики формулюють альтернативи, змінюючи призначення продуктів для завантаження плям, кількість доступних місць завантаження та попит на кожен товар. Ці альтернативи частково ґрунтуються на раніше отриманих модельних результатах.

Цей приклад показує деякі основні переваги та унікальні особливості моделювання. Унікальні характеристики системи, такі як призначення конкретних продуктів певним точкам навантаження, можуть бути включені в моделі. Використовується специфічна для системи логіка призначення вантажу до місця завантаження. Різні типи заходів ефективності можуть бути виведені з моделі, такі як статистичні зведення про час доставки та часові ряди значень про кількість відвантаженої продукції. Статистику, відмінну від середньої, можна оцінити. Наприклад, розмір залізничного двору повинен вмістити максимальну кількість залізничних вагонів, яке може бути там не середнім. Випадкові та часові величини, такі як попит на продукцію, можуть бути легко включені в модель.