Симулација на логистички систем
Што е симулација на логистички систем?
Симулацијата на логистички систем е употреба на компјутерски модел за прикажување на тоа како стоките, нарачките, информациите и оперативните ресурси се движат и заемно дејствуваат во логистичкиот систем со текот на времето. Таа им овозможува на аналитичарите да ги тестираат оперативните правила, промените на капацитетот и нарушувањата без претходно да ги спроведат тие промени во физичкото работење. Примените вклучуваат планирање на магацини, надополнување на залихи, транспортни мрежи, исполнување на нарачки во електронската трговија и обработка на поврати.
Симулацијата претставува избрани аспекти на реален или предложен систем, наместо да го репродуцира секој детал. На пример, моделот на магацин може да ги претстави пристигнувањата на нарачките, редиците за пикирање, станиците за пакување и времињата на преземање од превозникот, додека ги изоставува активностите што не влијаат врз прашањето што се проучува. Нејзините резултати опишуваат што се случува под наведените претпоставки; тие не се гарантирани предвидувања на идните перформанси.
Опфат во логистиката и електронската трговија
Моделираниот систем може да биде една активност, како што е сортирање пратки, или поврзана мрежа од добавувачи, магацини, транспортни услуги и дестинации за испорака. Изборот на границите е важен бидејќи промената што ја подобрува една активност може да создаде ограничување на друго место. На пример, зголемувањето на капацитетот за пикирање може само да ја премести редицата кон пакувањето ако капацитетот за пакување остане непроменет.
Во електронската трговија, симулацијата може да ја поврзе побарувачката на клиентите со достапноста на залихите, ослободувањето на нарачките, капацитетот за исполнување, распоредите за испраќање и обврските за испорака. Нарачката и пратката не се нужно еквивалентни: една нарачка може да се подели на повеќе пратки. Корисниот модел ја зачувува таа разлика секогаш кога поделбата на исполнувањето влијае врз обемот на работа, транспортните трошоци или квалитетот на услугата.
Во прекуграничната логистика, моделираниот процес може да вклучува подготовка за извоз, меѓународен транспорт, царинска обработка, ракување во дестинацијата и конечна испорака. Царинската обработка треба да се претстави со користење релевантни докази и експлицитни претпоставки. Моделот не може да утврди дали стоката законски ги исполнува условите за пуштање или да ги замени применливите царински барања.
Корисниците може да го сретнат терминот во студии за дизајн на магацини, извештаи за логистичко инженерство, предлози за дистрибутивни мрежи, проекти за планирање на капацитетот и проценки за оперативно подобрување. Во овие контексти, суштинското прашање не е дали моделот изгледа реалистично, туку дали е доволно веродостоен за одлуката што ја поддржува.
Главни пристапи кон моделирањето
Во логистиката може да се применат неколку воспоставени пристапи кон симулацијата. Тие опишуваат различни перспективи на моделирањето и не се нужно меѓусебно исклучиви.
| Пристап | Како го претставува системот | Илустративна логистичка примена |
|---|---|---|
| Симулација на дискретни настани | Состојбата на системот се менува кога се случуваат настани, како пристигнувања, завршување на услугата или поаѓања. | Испитување на редиците кај ресурсите за пикирање, пакување, товарење или сортирање. |
| Симулација базирана на агенти | Поединечните субјекти следат правила на однесување и заемно дејствуваат со други субјекти или со својата околина. | Истражување на интеракциите меѓу возила, работници или независно управувани објекти. |
| Системска динамика | Агрегираните залихи, текови, повратни врски и доцнења ја опишуваат промената со текот на времето. | Проучување на реакциите на залихите и заостанатите нарачки на политиките за надополнување или промените на побарувачката. |
| Монте Карло симулација | Повтореното земање примероци од распределби на веројатност ја истражува неизвесноста во пресметаните резултати. | Проценување на опсегот на вкупното време на испорака или трошоците при неизвесни влезни податоци. |
Овие пристапи во практиката се преклопуваат. Моделот на дискретни настани може да користи случајно земање примероци за генерирање времиња на ракување, додека поголем мрежен модел може да комбинира агрегирани текови на залихи со детални процеси во објектите. Самото случајно земање примероци не мора да ги опфати редиците, конкуренцијата за ресурси или редоследот на оперативните настани.
Што содржи логистичката симулација
Моделот го претвора оперативното прашање во дефиниран сет од субјекти, ресурси, правила и мерења. Важните компоненти вклучуваат:
- Субјекти: ставките што се движат низ моделот, како нарачки, пратки, палети, контејнери, возила или поврати.
- Ресурси: капацитетот потребен за извршување на работата, вклучувајќи вработени, опрема, товарни рампи, складишни позиции и транспортен капацитет.
- Активности и настани: пикирање, проверка, пакување, товарење, поаѓање, пристигнување или завршување на чекор од обработката.
- Редици и бафери: места каде што работата или стоката чека бидејќи следната активност не може да започне.
- Оперативни правила: приоритети на нарачките, распределба на залихите, активирање на надополнувањето, распореди на смените, одлуки за рутирање и крајни рокови за испраќање.
- Влезни податоци и неизвесност: обрасци на побарувачка, времиња на обработка, времиња на транзит, достапност на опремата и други услови релевантни за студијата.
- Излези: мерења што се користат за споредување на сценаријата, како пропусност, време на чекање, заостаток, искористеност на ресурсите и трошоци според наведените претпоставки.
Потребното ниво на детали зависи од одлуката. Студијата за дневно екипирање на магацин може да бара обрасци на смените и пристигнувања на нарачки по часови. Студијата за долгорочен дистрибутивен капацитет, пак, може да користи поагрегирани претпоставки за побарувачката и транспортот. Дополнителните детали се корисни само кога материјално ја подобруваат способноста на моделот да одговори на прашањето.
Како функционира студијата со симулација
- Дефинирајте ја одлуката и мерките на перформансите. Наведете што се споредува и како ќе се оценуваат алтернативите. На пример, студијата може да спореди дали промената на правилата за ослободување на нарачките или додавањето капацитет за пакување ги намалува пропуштените рокови за испраќање.
- Поставете ги границите на системот. Идентификувајте ги вклучените објекти, процеси, временски хоризонт и надворешни услови. Забележете ги исклучувањата, особено кога би можеле да влијаат врз толкувањето.
- Развијте концептуален модел. Опишете ги тековите на процесите, ограничувањата на ресурсите, правилата за редиците и претпоставките пред да го имплементирате компјутерскиот модел. Оперативниот персонал може да помогне во откривањето на пропуштени чекори и нереални правила.
- Подгответе ги влезните податоци. Проверете ги временските ознаки, мерните единици, записите што недостасуваат, дуплираните настани и разликите меѓу планираната и реалната активност. Одделете го редовното работење од нарушувањата кога таа разлика е важна.
- Изградете го и проверете го моделот. Проверете дали имплементацијата го следи концептуалниот дизајн. Следете ги поединечните субјекти, тестирајте поедноставени случаи и потврдете дека бројот на залихи и пратки останува усогласен.
- Потврдете го за предвидената употреба. Споредете го однесувањето на моделот со релевантни набљудувања и оперативно знаење. Проценете дали моделот е доволно точен за конкретната одлука, наместо валидацијата да ја третирате како доказ за универзална точност.
- Дизајнирајте и спроведете експерименти. Споредете основно сценарио со дефинирани алтернативи. Одржувајте ги неповрзаните претпоставки конзистентни, овозможете соодветно времетраење на извршувањето и користете повторени извршувања кога случајните варијации влијаат врз резултатите.
- Толкувајте ги и документирајте ги наодите. Прикажете ги претпоставките, неизвесноста, компромисите и ограничувањата заедно со резултатите. Зачувајте доволно детали за друг аналитичар да разбере како се дошло до заклучоците.
Овој процес е итеративен. Неочекуваните резултати може да откријат грешка во кодот, неточна претпоставка, проблем со податоците или вистинска оперативна интеракција. Секоја можност бара истражување, а не автоматско прифаќање или отфрлање на излезот.
Податоци и експериментален дизајн
Квалитетот на влезните податоци не се сведува само на избор на просечно време на обработка. Две операции со исто просечно времетраење може да создадат различни редици ако нивната варијабилност се разликува. Побарувачката концентрирана пред рокот за испраќање може да создаде и различен обем на работа од истата вкупна побарувачка распоредена рамномерно во текот на денот.
Важни се и зависностите. Поголемиот обем на нарачки може да се совпадне со различен асортиман на производи, поголеми нарачки или доцнења во ракувањето поврзани со застои. Независното земање примероци за секој влез може да создаде нереални комбинации кога тие односи се важни. Аналитичарите треба да ги зачуваат значајните односи кога доказите го поддржуваат тоа и да ги обелоденат претпоставките кога не го прават.
Почетните услови бараат експлицитен третман. Моделот што започнува со празна редица во магацинот може да го потцени чекањето при воспоставено работење. Во зависност од студијата, аналитичарите може да го иницијализираат моделот од набљудувана состојба или да користат период на загревање пред собирањето мерки за перформансите. Кратката, временски ограничена операција, како одреден временски прозорец за испраќање, може наместо тоа да бара намерно дефиниран почетен заостаток.
Кај стохастичките модели, повторените извршувања помагаат да се разликуваат ефектите од предложената промена од случајните варијации. Резултатите треба да го наведат периодот на мерење и да ја сумираат релевантната неизвесност, наместо едно извршување да се претстави како дефинитивен одговор. Анализата на чувствителност потоа испитува дали заклучоците се менуваат кога се варираат неизвесните влезни податоци или претпоставки.
Толкување на мерките на перформансите
| Мера | Што покажува | Проверка при толкувањето |
|---|---|---|
| Пропусност | Работа завршена во дефиниран период. | Наведете дали единицата е нарачки, пратки, пакети, палети или друг субјект. |
| Време на циклусот | Изминато време меѓу дефинирани почетни и крајни настани. | Наведете ги границите и дали е вклучено времето на чекање. |
| Искористеност на ресурсите | Моделираниот удел на достапниот капацитет што е зафатен. | Самата висока искористеност не докажува дека перформансите на услугата се прифатливи. |
| Должина на редицата или заостаток | Работа што чека обработка. | Испитајте ги врвовите и работата на крајот од периодот, а не само просеците. |
| Исполнување на рокот | Уделот на подобната работа завршена пред дефинираниот рок. | Дефинирајте ја подобноста и точниот настан на завршување. |
| Моделиран трошок | Трошок пресметан од вклучените активности и стапки. | Идентификувајте ги исклучените трошоци и разликувајте ги проценките од реалните расходи. |
Мерките треба да се читаат заедно. Поголемата пропусност може да постои заедно со подолго време на чекање, а понискиот трошок за персонал може да се совпадне со повеќе пропуштени рокови. Симулацијата ги прави таквите компромиси видливи; таа не одлучува кој компромис организацијата треба да го прифати.
Илустративни примени
Планирање на испраќање од магацин
Малопродавачот може да ги моделира нарачките што пристигнуваат во текот на работниот ден, при што тимовите за пикирање ги снабдуваат заедничките станици за пакување. Моделот може да спореди дополнителен капацитет за пикирање, дополнителен капацитет за пакување и ревидирани приоритети за ослободување на нарачките. Ако пакувањето е ограничувачкиот фактор, само зголемувањето на пикирањето може да ја зголеми редицата за пакување без да го зголеми бројот на пратки подготвени за преземање. Ова е хипотетички пример, а не пријавен деловен резултат.
Прекугранично исполнување
Продавачот во електронската трговија може да спореди рути за исполнување со различни транспортни распореди и претпоставки за времето на обработка. Корисниот модел може да го разликува времето поминато во чекање на поаѓање од времето во транзит и времето на чекање на обработката во дестинацијата. Тој може да тестира како доцнењата се пренесуваат во проценките за испорака, но неговите наоди остануваат условени од претставената рута, карактеристиките на пратката и претпоставките за обработката.
Обработка на поврати
Операцијата за поврати може да ги моделира приемот, проверката, одлуката за понатамошна постапка и повторното складирање како одделни активности. Резултатите од проверката може да ги насочат ставките кон различни патеки на обработка. Моделот може да го испита обемот на работа и достапноста на залихите, додека времето на рефундирање мора да се претстави одделно ако следи различни деловни правила. Приемот на поврат сам по себе не докажува дека е извршено рефундирање или дека ставката е подготвена за повторна продажба.
Поврзани термини и важни граници
| Поврзан термин | Однос со симулацијата на логистички систем |
|---|---|
| Оптимизација | Бара претпочитано решение според дефинирани цели и ограничувања. Симулацијата го проценува однесувањето во наведени сценарија; двата пристапа може да се комбинираат. |
| Прогнозирање | Ги проценува идните услови, како побарувачката. Прогнозите може да обезбедат влезни податоци за симулацијата, но симулацијата автоматски не е прогноза. |
| Дигитален близнак | Дигитална претстава поврзана со физички еквивалент. Симулацијата може да биде компонента, но самостојната симулација не треба автоматски да се опишува како дигитален близнак. |
| Следење | Ги евидентира или известува набљудуваните настани поврзани со пратките. Податоците од следењето може да го информираат моделот, додека симулацијата генерира однесување под моделирани услови. |
| Аналитички модел | Користи математички односи за пресметување резултати. Симулацијата, наместо тоа, го извршува моделираното однесување или зема примероци од резултати; секој пристап може да одговара на одредено прашање. |
Ограничувања и проверки на сигурноста
Визуелно деталната анимација не е доказ дека моделот е валиден. Верификацијата прашува дали моделот е правилно имплементиран; валидацијата прашува дали е доволно точен за предвидената цел. Моделот може да ги помине проверките на имплементацијата, а сепак да изостави оперативно ограничување важно за одлуката.
Пред да се потпрете на наодите, проверете дали основното сценарио е веродостојно, дали алтернативите користат споредливи претпоставки и дали заклучоците остануваат значајни при веродостојни промени на влезните податоци. Проверете и дали постојат нереално неограничени бафери, пропуштени паузи во смените, недостапен транспортен капацитет или текови на пратки што ја надминуваат достапноста на залихите.
Резултатите треба да останат следливи до верзијата на моделот, збирот на влезни податоци, оперативните правила и поставките на експериментот. Кога процесот материјално се менува, претходната валидација можеби повеќе нема да ја поддржува истата употреба. Затоа симулацијата најдобро се разбира како структурирани докази за одлука, а не како замена за оперативното расудување или последователното мерење.
ЧПП
За што се користи симулацијата на логистички систем?
Таа се користи за испитување на тоа како логистичките операции може да се однесуваат при алтернативни нивоа на капацитет, оперативни правила, обрасци на побарувачка или нарушувања пред да се направат физички промени.
Дали логистичката симулација е исто што и оптимизацијата?
Не. Симулацијата ги проценува моделираните сценарија, додека оптимизацијата бара претпочитано решение според дефинирани цели и ограничувања. Тие може да се користат заедно.
Може ли симулацијата да предвиди точни времиња на испорака?
Таа може да ги процени резултатите од испораката според наведените претпоставки, вклучувајќи ја моделираната неизвесност. Не може да го гарантира времето на испорака на поединечна пратка или да ги опфати условите надвор од нејзиниот опфат.
Кои податоци се потребни за логистичка симулација?
Потребните податоци зависат од одлуката. Релевантните влезни податоци може да вклучуваат пристигнувања на нарачки, времетраење на процесите, залихи, капацитет на ресурсите, распореди на смените, транспортни распореди и оперативни правила за рутирање или приоритети.
Извори
- Manuel D. Rossetti, Simulation Modeling and Arena — Образовен извор за моделирање на дискретни настани, редици, моделирање на влезни податоци, дизајн на експерименти и анализа на излези.
- Robert G. Sargent, Verification and validation of simulation models, Journal of Simulation — Академски извор за верификација, валидација, веродостојност на моделите и соодветност за предвидената цел.
- Wikipedia, Computer simulation — Дополнителен извор за општиот концепт на компјутерската симулација и разликите меѓу пристапите кон моделирањето.
