生产系统规划及物流系统模拟软件——WITNESS

2014-4-17 16:00| 发布者: libei| 查看: 3531| 评论: 0|来自: 海基科技

摘要: Witness 基本介绍、Witness 仿真基本包等

Witness 基本介绍

   Lanner集团总部位于英国奥克斯,在欧洲、美洲、亚洲等许多国家拥有分支机构与合作伙伴,在全球范围内,其核心产品Witness有超过3500家企业用户。如:AENA, Airbus,法国航空,BAA,BAE系统公司,维珍航空等。

   Witness软件是该集团集数十年经验开发的生产系统规划与运营仿真平台,广泛应用于生产和物流系统运营管理与优化、流程改进、工厂物流模拟与规划、供应链建模与优化等。在现代工业工程领域,计算机仿真一直是不可缺少的决策支持工具,它在大型工程项目的前期规划、投资平衡分析、生产物流的运行控制、供应链与库存管理、作业排序、资源分配、流程再造等众多方面发挥了巨大作用。WITNESS是世界上该领域内的主流仿真软件。

   运用Witness进行仿真模拟可评估装备与流程设计的多种可能性、提高工厂与资源的运行效率、减少库存、缩短产品上市时间、提高生产线产量、优化资本投资等。

Witness是一款通用的系统仿真平台,广义上说,它可以运用于社会各类系统的评估、改善和优化。目前其主要应用于下列领域:

航天    航空    船舶   兵器    电子

运输    化工   工业工程   汽车    金融

运用WITNESS进行仿真模拟可以达到以下收益:

1.评估装备与流程设计的多种可能性
2.提高工厂与资源的运行效率
3.减少与优化库存
4.缩短产品上市时间
5.提高生产线产量
6.优化资本投资

Witness主要功能与优势:

1.提供了大量的描述工业系统的离散型元素(如零部件、机器、输送链、缓冲区、车辆、轨道、劳动者、路径和模块等)、连续型元素(流体、管道、处理器和容器等)、运输逻辑型元素(运输网络、单件运输车、路线集工作站等)、通用逻辑控制型元素(属性、变量、分布、函数、文件和班次等)以及图形元素(事件序列图、饼图和柱形图等),用户可方便地使用这些模型元素建立起工业系统的运行逻辑关系

2.通过其内置的仿真引擎,可快速地进行模型的运行仿真,展示流程的运行规律。在整个建模与仿真过程中,用户可根据不通阶段的仿真结果,随时修改与调整系统模型(如添加和删除模型元素),动态地提高模型仿真精度。通过仿真可方便地评估备选的生产与流程设计方案,平衡服务与支出,简化换班模式,优化设计方案。

3.不仅可以仿真以机器设备、物料搬运为特征的离散系统,还可以对管道流体等连续元素组成的连续系统(如化工生产流程)进行建模与仿真。这在目前所有的系统仿真软件里是独一无二的。

4.流程仿真的动态演示。Witness提供了直观的、动态的流程运行演示,使用户能够清晰和直观地了解系统的运行过程。通过其Fastbuild功能,可快速生成系统模型元素的三维立体图形,可展示系统模型在三维空间的运行效果。三维模型还具有BOM结构,模型上的零组件都保持有各自独立的运动,而不是一个整体运动。比如,当场景中有一辆车在运动时,除了车身的运动,Witness还可以定义和实现车轮的运动等等,这也是Witness在三维场景展示方面独一无二的特点。而大多数系统仿真软件,只能把三维对象当作一个整体来进行运动模拟。

5.流程环节的灵敏度分析。Witness内置强大的仿真引擎及多样化的模型元素运行状态表示方法(如饼图、柱图等),可使用户实时地看到系统模型各个部分的运行状态(如忙或闲等),并能清楚地展示出流程中的拥堵环节,找出问题所在,为系统的优化设计提供重要依据。

6.强大的建模功能,不同层次的建模策略,可定制的模型组件库。Witness提供的系统建模元素(超过三十个)主要有:属性元素(Attributes)、缓冲与库存元素(Buffer)、运送设备元素(Carrier)、传送设备元素(Conveyors)、统计分布元素(Distributors)等。

7.Witness采用的是面向对象的建模机制。为了使用户更方便、更精确地建立自己的系统模型和描述模型行为,Witness设置了丰富的模型运行规则,并提供了属性描述函数库。Witness设有一千多个模型运行规则和属性描述函数,其中包括系统公用的函数、与建模元素行为有关的规则与属性函数等。考虑到用户实际问题的独特性,WITNESS还专门提供了用户自定义函数的描述功能,用户可方便地定制自己的系统。

8.由于用户的流程数据往往存储在数据库或其他文件系统中,为了能方便地引用这些数据,Witness提供了与其他系统进行集成的功能,如直接读写excel表、与ODBC数据库驱动相连接、输入描述建模元素外观特征的多种CAD图形格式的文件(jpg, gif, wmf, dxf, bmp等)等。

Witness 仿真基本包

无论在制造业或服务业,都可以使用WITNESS平台建立仿真流程模型,仿真模型是工厂或流程的真实表示,通过仿真试验可以准确地进行工厂或流程的行为预测。

WITNESS仿真系统给客户提供了详细的流程信息,能让客户更精准地进行实际系统决策。它可以方便地处理复杂随机系统的仿真与优化(从生产线到车间到整个工厂,再到供应链系统的库存、瓶颈、流程、协作和信息共享等)。通过仿真可以快速优化系统的流程逻辑和决策数据的灵敏度。

Witness OPT-优化模块

Witness Optimizer优化模块可以为仿真模型搜索出最优的解决方案。通过完全定制的系统绩效指标,设定系统控制参数的取值范围和约束规则,WITNESS OPT使用当前最先进的优化算法来获取最优的系统配置方案,该智能模块可以有效地帮助系统决策者改善和优化绩效指标。

Witness OPTWITNESS可完全集成,通过Witness菜单可直接调用Witness OPT模块。Witness OPT向导界面简单易用,能快速引导用户获取系统最成功的流程优化方案。

通常运作系统的绩效指标会是服务水平、产出率或者利润率等。Witness OPT提供了更丰富的实验设计和报表选项:

● 目标函数的自定义;

● 仿真时间长度设计;

● 控制变量取值与约束设计;

● 优化算法选择;

● 算法终止条件设定;

● 随机流设定;

● 结果雷达图、系统配置表显示

Witness DOC-归档器模块

Witness Documentor也是一个与Witness系统完全集成的插件模块,通过它可以为仿真模型的结构、模型细节和模型逻辑等创建各种报表:从简单的元素名称和类型,到设备故障和调整细节,到物料和信息流,到活动设计等。报表将直接使用.rtf格式保存起来,各种文字处理软件可以很方便地对此进行编辑。

Witness VR-生产场景虚拟现实模块

Witness VR虚拟现实模块集成了当前最新的3D图形与仿真技术,可以实现逼真的虚拟效果。基于此,WITNESS二维的工业流程仿真模型可以快速地生成具有高度真实感的三维的、真实几何尺寸的生产场景。在WITNESS强大的仿真引擎驱动下,生产场景中的要素,按照系统设计的运作流程在三维场景空间内实时运动,从而彻底实现生产现场的虚拟现实。

Witness中用户可以给工业对象分派动作状态。一个车床卡盘或钻头,当它处在工作循环时,可以不停地转动,或者在发生故障时折断;工业机器人可以沿着自己的工作路径行走,工人可以坐在椅子上等待工作,而一旦系统对工人发出请求,工人则沿着路径准时到达工位。所有这些动作机理,都可以通过WITNESSVR模块的对象动作模型实现,就像真实生产场景中发生的事件一样。

Witness VR模块配备了大量常用场景对象的三维模型,并且这些模型带有纹理、动作定义,使得用户能快速地通过WITNESS二维逻辑模型生成三维的虚拟现实场景。另一方面,WITNESSVR还提供了专门的三维场景建模与动作定义功能。用户可方便地自由创建场景中的三维形体,并给这些形体赋予具有真实感的纹理以及动作状态定义,也可以从其他流行的三维建模软件(AutoCAD  Microstation3DS MaxVRML)中导入自己所需要的三维形体。

Witness VR模块中,还可以自由定义浏览场景的相机动作路线来动态地控制场景的现实规模,以保证显示的精度和速度的平衡。



行业应用案例

1.Witness优化汽车行业生产线案例

2.BP石油公司-Witness成功降低长输管线成本项目

3.虚拟工厂—Witness助力BAE系统进行军工厂仿真



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