KONKRÉT LOGISZTIKAI MINTARENDSZER MODELLEZÉSE Szerzők: Dr. Kovács László 1, Varga Zoltán 2 Egyetemi docens, PhD hallgató Miskolci Egyetem, Hatvany József Informatikai Tudományok Doktori Iskola A Miskolci Egyetem Anyagmozgatási és Logisztikai Tanszékén egy High- Tech logisztikai laboratórium került kialakításra kutatási és oktatási céllal. A rendszer nyolc együttműködő logisztikai komponenst, alrendszert tartalmaz. Ezek a görgős pályák, egy magas raktár állványkiszolgáló géppel, egy vezető nélküli targonca, egy ipari mobil robot, függő sínpálya, palettatovábbító gép, és egy komissiózó állvány. A teljes laboratóriumi rendszer még nincs teljesen készen, még nem áll minden egyes komponens rendelkezésre. Így jött az elhatározás, hogy jó lenne elkészíteni a laboratórium modelljét egy modellező szoftver segítségével. A modellező szoftver segítségével modellezni tudjuk azokat a komponenseket is, amelyekkel még nem rendelkezünk. Be tudjuk mutatni a logisztikai komponensek funkcióit egy virtuális környezetben. A modellt a hallgatók is használhatják, látva ez által, a valós rendszert működés közben. A komponensek paramétereit változtatva elemezhetik a kapott eredményeket, szimulálva a valós rendszert. A dokumentumban bemutatásra kerül a High-Tech logisztikai laboratórium, a rendszer modellje és az alkalmazott modellező szoftver. 1. RENDSZERKÖVETELMÉNYEK Kész rendszerek valamilyen meghatározott céllal születnek. Abban az esetben, ha olyan speciális igények merülnek fel, amelyek miatt meg kell változtatni egy rendszert, ez a változtatás sokszor nagyon bonyolult, költséges, valamint a kapott végeredmény nem mindig a várt elvárásokat tükrözi. Ennek a problémának a kiküszöbölésére egy megfelelő megoldást kell találni. Ilyen megoldás a rendszer saját virtuális modelljének az elkészítése. A virtuális modellen történő változtatások sokkal egyszerűbbek, és olcsóbbak, mint a valós rendszeren történőek. Ahhoz, hogy egy megfelelő modellt el lehessen készíteni, szükség van rendszerkövetelmények felállítására. Ebben az esetben a felállított rendszerkövetelmények a következőek: 1.1. Komponens architektúra - a rendszer komponensekből épül fel - minden komponensnek jól meghatározott funkciója van 1.2. Integrálhatóság - minden egyes komponens egy komplex rendszerbe integrálható - az integrált rendszerben a komponensek képesek együttműködni 1.3. Jól megválasztott fejlesztőkörnyezet - objektum orientált programozási nyelv - egy jó fejlesztő környezet magában foglalja a fejlesztő eszközöket, a könyvtárakat, és a beállítások olyan csoportját, amelyeket a fejlesztés során használunk 131
1.4. Újrafelhasználhatóság - a kész komponenseket más modellekben is felhasználhatjuk - ez rövidebb fejlesztési időt eredményezhet 2. A HASZNÁLT FEJLESZTŐ KÖRNYEZET A munka során a Technomatix Plant Simulation 8.1-es verziója került alkalmazásra (1. ábra). Ez egy diszkrét eseményvezérelt szimulációs szoftver (DES). A Plant Simulation lehetővé teszi, termelési rendszereknek, és folyamatoknak a modellezését, szimulálását, és optimalizálását. A Plant Simulation-t használva optimalizálni lehet az anyagáramlást, az erőforrás felhasználást, a logisztikai folyamatokat az üzemi tervezés minden szintjén. 1. ábra Technomatix Plant Simulation A Plant Simulation saját programozási nyelvvel, rendelkezik amit SimTalk-nak neveznek. Ez egy objektum orientált programozási nyelv. Ennek segítségével az egyes komponensek funkciói metódusokban definiálhatók. 2D, és 3D megjelenítést és animációt használva a modellek nagyon valósághűen néznek ki. 3. A HIGH-TECH LOGISZTIKAI LABORATÓRIUM Jelenleg az Anyagmozgatási és Logisztikai Tanszék a teljes rendszer hat komponensével rendelkezik. Ez a hat komponens a görgős pálya részek, a raktár rendszer, az ipari robot, a függő sínpálya, a komissiózó állvány és a palettatovábbító gép. A munka során a görgős pálya, a raktárrendszer, a függő sínpálya, a komissiózó állvány, a vezető nélküli targonca, és az állványkiszolgáló gép modellje készült el. Minden komponensnek van kapcsolódási pontja. Például a raktár rendszernek van kapcsolódási pontja a függő sínpályával, a vezető nélküli 132
targoncával, a görgős pályával, és az állványkiszolgáló géppel. Csak ezeken a kapcsolódási pontokon, történhet a rendszerben anyagátadás. Ezeket a funkciókat implementálni alapvető fontosságú ahhoz, hogy az egyes komponensek együtt tudjanak dolgozni. Csak egy jól implementált kapcsolódási pont eredményezheti a megfelelő működést. 4. A LABORATÓRIUM MODELLJE A laboratóriumban megvalósított és tervezett eszközökből jelenleg hat valósult meg a modellben. Ezek az eszközök láthatók a 2. ábrán. A modellben minden eszközt egy különálló objektum valósít meg, ami növeli az áttekinthetőséget. Minden eszköznél új objektum létrehozására volt szükség, mivel a Plant Simulation-ben definiált alap objektumok nem feleltek meg a felállított követelményeknek. 2. ábra A laboratórium modellje A szimulációs modell elemei a laboratórium tervrajzainak megfelelően kerültek összeállításra. A fizikai rendszer jelenleg konkrét céllal még nem rendelkezett ezért a modellben ennek kidolgozását is meg kellett valósítani. Az eszközök elhelyezkedését és a laboratórium paramétereit figyelembe véve a rendszer leginkább egy elosztó raktár működésének bemutatására alkalmas. Az objektumoknak, ennek a célnak megfelelően készültek el a vezérelései. 133
A rendszer egy napja: - 6:00-7:00 Beszállítás. Homogén egységrakományok érkezése. - 8:00-16:00 Megrendelések ellátása. Raktárban lévő homogén készletből a megrendelésnek megfelelő inhomogén csomagok előállítása. - 17:00 Műszakvégi rendezés. Raktárban a homogén csomagok tömörítése. Üres tároló dobozok összegyűjtése. A tanszék a laboratórium eszközeiről még nem rendelkezik számottevő tapasztalati adatokkal. Ezért a modellben a normál eloszlás függvénye került alkalmazásra. A modell többszöri alkalmazásával és a normál eloszlás függvény átparaméterezésével, tapasztalatok gyűjthetők és a modell tovább fejlesztésére nyújthatnak lehetőséget. Raktár és állványkiszolgáló gép A laboratóriumban régóta megtalálható egy 14x8 rekeszből álló polcrendszer. Ez a polcrendszer jelenleg emberi kiszolgálással használható. A tanszék jövőbeli terveiben szerepel egy automatizált kiszolgáló gép hozzárendelése a polcrendszerhez. A modellben a jövőbeli állapot megvalósulása volt az alap. Mivel a két eszköz egy folyamatot lát el így egy objektumba kerültek. A modellen belül a polc rekeszeinek nagysága paraméterekkel változtatható, amit a kiszolgáló gép pályája is figyelembe vesz. Az objektum megjelenésében a rekeszek állapotát ábrázolja, amely a 3. ábrán látható, amíg a kiszolgáló gépet jelképes elemek animációja szemlélteti. 3. ábra A raktár és állványkiszolgáló gép objektumának belső felépítése 134
A raktár kettő bemeneti és egy kimeneti interface-el rendelkezik. Betárolást észlelhet a targonca és görgős pálya felől. Kitárolási igény keletkezésekor a görgős pálya irányában történik anyagáramlás. A kiszolgáló gép több paraméterrel rendelkezik. Szerkezeti vezérlésére és kitárolási módszerére egyaránt két opció áll rendelkezésünkre. A tengelyenkénti sebesség pedig külön állítható. A raktár emellett információk gyűjtésével is foglalkozik kihasználtságának elemzéséhez. Komissiózó állvány A komissiózó részrendszer görgős pályákkal körbe vett 3x14 csatornával rendelkező állvány, a 4. ábrán az objektum belső felépítése látható. Az állványhoz három emberi erőforrás társul. Kettő kitároláshoz egy pedig betároláshoz. Az objektum az állvány kihasználtságának állapotát jelzi ki. Görgős pálya 4. ábra Komissiózó állvány objektumának belső felépítése Ahogy a laboratóriumban is több görgős pálya található úgy a modellben is ugyanannyi mennyiségű részobjektumot kellett létrehozni az objektumon belül. A részobjektumok pontos kapcsolódásához és elhelyezkedéséhez külön dialógus objektum került létrehozásra. Futtatásával a pályarendszer kis idő alatt előállítható. A pálya elemek funkciói nem minden esetben egyeznek. Egyes pálya elemeken találhatóak segéd szalagok. Az objektumokon belül ezekre külön vezérlési, metódusok találhatóak amik vezérlik az anyagáramlást. Az objektumok mindegyike rendelkezik egy sebesség beállítására alkalmas metódussal, két lehetséges érték állítható. Ez az objektum az, ami minden más objektummal közvetlen kapcsolatban van. 135
Vezető nélküli targonca, és függő sínpálya A vezető nélküli targonca a fejlesztés kezdetekor még nem állt rendelkezésre. Az objektum létrehozásánál éppen ezért csak feltételezett adatokból lehetett kialakítani. Az objektum több részobjektumból épül fel ebben az esetben is. Ezek a targonca pályájának elemei. Az elemek a tervrajzokon ábrázolt elképzeléseket követte. Pontos összeállításához telepítő dialógus objektum készült. A targonca a rendszer fontos része mivel a rendszert a külvilággal ez köti össze. A függő sínpálya három fő részből épül fel, amit egy forgó váltó köt össze. A görgős pálya és a vezetőnélküli targonca között lát el kapcsolatot. Sebessége és kapacitása fix. 5. ÖSSZEFOGLALÁS A projekt célja egy olyan modell létrehozása volt, amely minden paraméterében megegyezik a valódi rendszerrel. A Technomatix Plant Simulation szoftver került alkalmazásra a modellezés és a szimuláció során, amely, mint utólag kiderült jó választás volt. Minden komponens paramétere megegyezik a valódi rendszer paraméterével. Ezek a paraméterek a programban változtathatóak. Az elkészült program képes statisztikai kimutatások készítésére is. Ezek a statisztikai adatok szimulációs eredményeket biztosítanak, segítségükkel könnyebb kiértékelni a rendszer működését. Az eredmények továbbá információt biztosítanak a rendszer kihasználtságáról. Például, mennyire foglalt a raktár, vagy, hogy mikor alakult ki torlódás a görgős pályám. A jövőben még további két eszköz modellezése vár megvalósításra. Ezek a mobil robot és a paletta továbbító rendszer. A cél ezeknek tökéletes megvalósítása, és a modell korábbi futásaiból eredő hibák kiszűrése, és javítása. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A kutató munka a TÁMOP 4.2.1.B-10/2/KONV-0001-2010 jelű projekt részeként az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. 6. REFERENCIÁK [1] STEFFEN BANGSOW: Manufacturing Simulation with Plant Simulation and SimTalk [2] http://en.wikipedia.org/wiki/plant_simulation [3] http://www.graphit.hu/tecnomatix/products/plant%20simulation.aspx 136
TARTALOMJEGYZÉK Antal Dániel EJTÉSI TESZT EGYSZERSÍTETT MODELLEZÉSE A TERVEZÉS FÁZISÁBAN 1 Bodolai Tamás MINTATESZTEL SZOFTVER FEJLESZTÉSE LINE SCAN KAMERÁS ALKALMAZÁSOKHOZ 7 Bodzás Sándor DESIGNING AND MODELLING OF WORM GEAR HOB 12 Burmeister Dániel BUCKLING OF SHELL-STIFFENED AND AXISYMMETRICALLY LOADED ANNULAR PLATES 18 Daróczy Gabriella EMOTION AND THE COMPUTATIONAL MODEL OF METAPHORS 24 Drágár Zsuzsa NEM SZABVÁNYOS SZERSZÁM-ALAPPROFIL KIALAKÍTÁSÁNAK LEHETSÉGEI FOGASKEREKEKHEZ 30 Fekete Tamás MEMBRÁNOK ALKAKMAZÁSA SZINKRON VÁLTAKOZÓ ÁRAMÚ HIDRAULIKUS HAJTÁSOKBAN 35 Ferenczi István MODELING THE BEHAVIOR OF PROFINET IRT IN GIGABIT ETHERNET NETWORK 41 Ficsor Emese AUTOMATIZÁLT AZONOSÍTÁSTECHNIKAI ÉS NYOMONKÖVETÉSI LEHETSÉGEK VIZSGÁLATA INTERMODÁLIS SZÁLLÍTÁS SORÁN 47 Gáspár Marcell Gyula NAGYSZILÁRDSÁGÚ ACÉL HEGESZTÉSTECHNOLÓGIÁJÁNAK FEJLESZTÉSE A HLÉS ID ELEMZÉSÉVEL 54 Hriczó Krisztián NEMNEWTONI FOLYADÉKOK HATÁRRÉTEG ÁRAMLÁSÁNAK HASONLÓSÁGI MEGOLDÁSAI KONVEKTÍV FELÜLETI PEREMFELTÉTELEK MELLETT 60 Kelemen László Attila DOMBORÍTOTT FOGAZAT MATEMATIKAI MODELLEZÉSE FOGASGYRS TENGELYKAPCSOLÓKHOZ 66
Krizsán Zoltán STRUCTURAL IMPROVEMENTS OF THE OPENRTM ROBOT MIDDLEWARE 72 Mándy Zoltán A POSSIBLE NEURAL NETWORK FOR A HOLONIC MANUFACTURING SYSTEM 78 Simon Pál GRAFIKUS PROCESSZOROK ALKALMAZÁSA KÉPFELDOLGOZÁSI FELADATOKRA 84 Skapinyecz Róbert OPTIMALIZÁLÁSI LEHETSÉGEK VIZSGÁLATA EGY E-PIACTÉRREL INTEGRÁLT VIRTUÁLIS SZÁLLÍTÁSI VÁLLALATNÁL 90 Somoski Gábor COLD METAL TRANSFER THE CMT PROCESS 96 Szabó Adél Anett A TELJES KÖLTSÉG KONCEPCIÓ JELENTSÉGE A VÁLLALATI BESZERZÉSI GYAKORLATBAN 102 Szamosi Zoltán MEZGAZDASÁGI HULLADÉKOK VIZSGÁLATA 108 Szilágyiné Biró Andrea BETÉTEDZÉS ACÉLOK KÜLÖNBÖZ HMÉRSÉKLET KARBONITRIDÁLÁSA 114 Tomkovics Tamás DARABÁRU OSZTÁLYOZÓ RENDSZEREK KISZOLGÁLÁSI STRATÉGIÁIT BEFOLYÁSOLÓ JELLEMZK; A RENDSZEREK MODULJAI KÖZÖTTI ÖSSZEFÜGGÉSEK FELTÁRÁSA 120 Tóth Zsolt EL REDUKCIÓ ALKALMAZÁSA A TBL ALGORITMUS IDKÖLTSÉGÉNEK CSÖKKENTÉSÉRE 126 Varga Zoltán KONKRÉT LOGISZTIKAI MINTARENDSZER MODELLEZÉSE 131 Vincze Dávid MATLAB INTERFACE FOR THE 3D VIRTUAL COLLABORATION ARENA 137 Wagner György INTENZÍTÁS BÁZISÚ OPTIMALIZÁLÁS FORGÁCSOLÁSI PARAMÉTEREK MEGHATÁROZÁSÁHOZ 143