Centralizace kolejové dopravy

1.3.2011, Ing. Jaroslav Bazala, Ph.D. a kolektiv autorů, Zdroj: Verlag Dashöfer

14.5 Simulační techniky v logistice

Ing. Leo Tvrdoň, Ph.D., ALog., Ing. Jaroslav Bazala, Ph.D., ALog. a kolektiv autorů

Simulační techniky jsou účinným nástrojem jak pro analýzu stávajících logistických systémů a příslušných procesů, tak pro jejich zlepšování či navrhování nových systémů.

Simulace je metoda analýzy chování složitých systémů pomocí sledování chování (počítačového) modelu. V počítači je vytvořena kopie (model) reálného systému nebo procesu (výrobního procesu, logistického nebo obslužného systému).

Podle slovníku simulovat znamená předpokládat výskyt nebo charakteristiky skutečnosti. Ve vědeckém řízení obecně znamená techniku provádění experimentů pomocí počítače na modelu systému řízení za určité časové období. Přísně vzato, simulace není typem modelu, modely obecně reprezentují realitu, zatímco simulace ji napodobuje, imituje. Prakticky to znamená, že v simulačních modelech je oproti jiným modelům menší zjednodušení reality. Za druhé, simulace je technika k provádění experimentů. Proto simulace zahrnuje testování určitých hodnot rozhodovacích proměnných modelu a pozoruje důsledek na výstupní proměnné. Simulace se obyčejně používá ke zkoumání velmi složitých problémů, které nelze řešit analytickými modely (např. určení optimálního objednacího množství) nebo numerickou optimalizační technikou (např. lineární programování). Složitostí se tady rozumí to, že pro problém nelze buď formulovat předpoklady, nebo je formulace příliš složitá pro praktické nebo hospodárné řešení.

Simulace je moderním nástrojem pro analýzu komplikovaných výrobních, zásobovacích, obslužných, komunikačních a dalších podnikových procesů (systémů). Značnou výhodou simulace je fakt, že se vše děje jen v modelu, bez nutného zásahu do provozu podniku. Pomocí simulace je možné prozkoumat různé alternativy změn v systému, ověřit dopady a důsledky těchto změn a vybrat takové řešení, jež je pro danou situaci nejvhodnější. Riziko chybných rozhodnutí je díky simulačnímu modelování sníženo na minimum, neboť chyba objevená již při experimentech s modelem je vždy levnější než chyba, která je odhalena až při realizaci konkrétního, předem nezkoumaného návrhu řešení.

Základní myšlenka simulace je jednoduchá: napodobit chod poměrně složitého reálného podnikového systému pomocí modelu a poté při experimentování s modelem pozorovat chování systému. Možnosti využití simulace podnikových procesů jsou poměrně široké a různorodé, neboť komplikované podnikové systémy, jež mají pravděpodobnostní a dynamické chování, jsou spíše pravidlem než výjimkou. Přitom systémy od určité úrovně složitosti jsou již zcela neuchopitelné alternativními analytickými postupy, jako například teorie zásob, teorie hromadné obsluhy, matematické programování, řízení projektů. U simulace je tomu naopak, protože čím složitější modelovaný systém je, tím výrazněji vyniknou přednosti simulace. Simulační modely nabízejí výstupy ve formě uživatelem definovaného souborů ukazatelů, které byly získány při simulaci analyzovaného podnikového procesu. Typické ukazatele, jež mají numerickou nebo grafickou formu, jsou uvedeny níže. Reálná podoba souboru ukazatelů samozřejmě závisí na povaze modelovaného systému a požadavcích uživatele.

Typické ukazatele, které poskytuje simulace:

• Využití výrobních kapacit a zdrojů všech druhů v absolutních hodnotách a procentech (provoz, porucha, nečinnost). Grafy využití zdrojů v čase.

• Minimální, průměrné a maximální doby čekání a délky front vznikající u zdrojů s omezenou kapacitou. Identifikace úzkých (kritických) míst. Grafy vývoje front v čase.

• Spotřeba zásob a periodicita jejich doplňování. Grafy vývoje zásob.

• Minimální, průměrné a maximální doby trvání jednotlivých činností. Celková doba trvání procesu, cyklu.

• Počet požadavků (výrobků, služeb, zakázek), jež byly obslouženy systémem během simulace. Průměrný počet požadavků, které byly v daném okamžiku v systému. Graf vývoje počtu požadavků v čase.

• Počet neobsloužených požadavků, počet závad a reklamací. Statistiky poruchovosti a ztráty tím způsobené.

• Přímé, režijní a celkové náklady na výrobky, služby, zakázky, procesy, činnosti atd. Variabilita nákladů (minimální, průměrné a maximální hodnoty).

• Spolehlivost výše uvedených ukazatelů na základě statistické a citlivostní analýzy.

V současnosti lze konstatovat, že simulovat lze téměř všechny podnikové procesy. V oblasti výrobních systémů a logistiky lze k typickým úlohám pro řešení pomocí počítačové simulace zařadit:

• optimalizaci obchodních procesů:

  1. stanovení "optimální" výrobní strategie,
  2. předpovídání "skutečných" nákladů na zakázku,

• plánování a řízení výroby:

  1. plánování celopodnikových zdrojů,
  2. přidělování zakázek jednotlivým výrobním celkům,
  3. dílenské řízení výroby,

• zlepšení logistických koncepcí:

  1. minimalizace skladů a zásob,
  2. redukce rozpracované výroby a průběžných dob,
  3. určování výrobních a transportních dávek,
  4. sladění dodávek surovin a polotovarů s výrobou,
  5. zabezpečení expedice,

• projektování výrobních systémů:

  1. projektování inovačních změn stávajících výrobních systémů,
  2. zjištění požadavků na kapacity pro zajištění plynulosti výroby, návrh dispozičního uspořádání,
  3. "optimalizace" uspořádání jednotlivých prvků celku,
  4. zkušební provoz,

• analýzu výrobních systémů:

  1. identifikování a odstranění úzkých míst,
  2. odhalování rezerv důkladným rozborem nejrůznějších činností,
  3. "co – když" analýzy,

• školení pracovníků v oblasti: