УДК 004
Проектирование складов полиграфического предприятия с использованием программного обеспечения для моделирования и визуализации
Рахманов Назим Илазович – магистр Московского политехнического университета
Аннотация: В работе описывается процесс проектирования складской системы полиграфического предприятия с использованием ПО для логического 3D моделирования и визуализации. Предлагаются возможные варианты программ, выделены основные преимущества и недостатки, предложены разработанные проекты.
Ключевые слова: структура склада, системы моделирования, планирование и проектирование, оптимизация, автоматическая идентификация, визуализация, автоматическое управление технологическими процессами в полиграфии, WMS системы, 3D модели.
Введение
Любое производство начинается со склада сырья, материалов и заканчивается складом готовой продукции. Учитывая, что складские операции имеют огромное значение для деятельности всего предприятия, важно правильно и рационально организовывать складской технологический процесс [5, 6].
Склад материалов предназначен для хранения различных материалов, используемых в процессе производства. Это могут быть сырье, комплектующие, расходные материалы и другие необходимые ресурсы. Склад материалов должен обеспечивать удобный доступ к материалам, а также контроль и учет их движения [5, 6].
Склад горюче-смазочных материалов (ГСМ) и легко воспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) предназначен для хранения опасных и легковоспламеняющихся веществ. Он должен соответствовать специальным требованиям безопасности, включая правила пожарной безопасности, хранения и обращения с опасными веществами [5, 6].
Для каждой группы складов предусмотрены определенные требования по организации и оборудованию помещений, системам освещения, вентиляции, пожаротушения и безопасности, которые должны быть отражены в разработанных 3D моделях.
Склады полуфабрикатов предназначены для хранения промежуточных продуктов, полученных на различных операциях производства, таких как отпечатанные листы, сфальцованные тетради, переплетные крышки и другие полуфабрикаты. Они обеспечивают временное хранение полуфабрикатов между операциями и позволяют оптимизировать процесс производства [5, 6].
Склад готовой продукции предназначен для хранения упакованной и готовой к отправке продукции. Его площадь определяется исходя из объема производства и обеспечивает достаточное пространство для хранения десятидневной выработки предприятия. Также на складе готовой продукции предусматривается оперативная зона для приема и отправки продукции [5, 6].
Все складские помещения должны быть организованы в соответствии с отраслевыми нормами технологического проектирования и учитывать требования по безопасности, эффективности использования пространства и оптимизации процессов хранения и учета материалов и продукции.
Для правильного планирования и проектирования логистической цепочки складского хозяйства полиграфического предприятия возможно применение методов моделирования и визуализации. В полиграфии они ещё не нашли своё широкое применение.
Применение ПО для имитационного моделирования в проектировании складского хозяйства полиграфических предприятий
- Для имитационного моделирования и оптимизации проектирования склада полиграфического предприятия можно использовать различные программные инструменты, которые помогут вам принять во внимание разнообразные факторы и параметры, влияющие на эффективность и эргономику складского пространства. Вот несколько возможных программ для такой задачи:
- AutoCAD – это программное обеспечение для проектирования и черчения 2D и 3D-моделей. Оно позволяет создавать планы складских помещений, учитывать геометрию и размеры помещения, размещение стеллажей, оборудования и других элементов.
- SolidWorks – это инструмент для 3D-моделирования и проектирования, который может быть полезен при разработке более сложных структур склада, например, для создания специальных стеллажей или систем хранения материалов.
- AnyLogic – это многопарадигмальная платформа для моделирования, которая поддерживает системную динамику, дискретно-событийное моделирование и агентное моделирование. Это может быть полезным для создания симуляционных моделей работы склада с учетом различных переменных и факторов.
- Arena Simulation Software: Это специализированное программное обеспечение для дискретно-событийного моделирования, которое может быть применено для оптимизации процессов на складе, анализа пропускной способности и производительности системы.
- FlexSim: Это программное обеспечение для моделирования и симуляции систем, включая склады и логистические цепочки. Оно предоставляет инструменты для создания виртуальных моделей склада и анализа их эффективности.
- OptaPlanner: Это библиотека оптимизации на языке Java, которая может быть использована для решения различных задач планирования и оптимизации, включая оптимизацию складских процессов.
- Llamasoft Supply Chain Guru: Это программное обеспечение, специализирующееся на анализе и оптимизации снабженческой цепи, включая моделирование работы складов и логистических сетей.
Оценив основные аспекты полиграфического производства и варианты ПО был сделан вывод о том, что наиболее подходящим для полиграфического предприятия является AnyLogic.
AnyLogic – это симуляционное программное обеспечение, которое широко применяется в различных отраслях, также может включать применение в полиграфии. AnyLogic предоставляет возможность моделирования и анализа сложных систем, включая процессы производства, логистики и операций. [2]
В полиграфии AnyLogic может быть использована для:
- Моделирования процессов производства: AnyLogic позволяет создавать модели типографического производства, отображая различные этапы и операции, такие как печать, фальцовка, переплет и упаковка. Моделирование позволяет анализировать и оптимизировать производственные процессы, учитывая факторы, такие как скорость работы оборудования, пропускная способность и балансировку рабочей нагрузки.
- Оптимизации логистики и поставок: AnyLogic может быть использована для моделирования и оптимизации логистических процессов в полиграфической отрасли, включая управление складами, планирование маршрутов доставки и управление запасами. С использованием AnyLogic можно анализировать различные сценарии, определять оптимальные пути доставки, оптимальные уровни запасов и оптимальное использование складских ресурсов.
- Анализа пропускной способности и уровня обслуживания: AnyLogic позволяет моделировать и анализировать пропускную способность и уровень обслуживания в типографии. Это позволяет исследовать, как различные факторы, такие как объем заказов, скорость обработки и балансировка рабочей нагрузки, влияют на производительность и способность предприятия удовлетворять требования клиентов.
- Оптимизации процессов и принятия решений: AnyLogic предоставляет возможность проводить эксперименты, сценарный анализ и оптимизацию различных параметров в полиграфическом производстве. Это помогает идентифицировать узкие места, находить оптимальные решения и прогнозировать результаты при изменении условий и параметров производства.
AnyLogic является мощным инструментом для моделирования и анализа бизнес-процессов в полиграфической отрасли, использование AnyLogic может помочь полиграфическим предприятиям повысить эффективность производственных процессов, улучшить управление складом и логистикой.
Применение программ для 3D моделирования и визуализации в проектировании складов полиграфического предприятия
Программы для 3D визуализации играют важную роль в проектировании полиграфического производства, позволяя создавать виртуальные модели и визуализации будущих производственных помещений, оборудования и рабочих процессов. Вот некоторые способы применения таких программ в полиграфическом производстве:
- Проектирование производственных помещений: с помощью программ для 3D визуализации можно создавать модели производственных помещений, включая расстановку оборудования, рабочих мест, складских зон и других элементов. Это позволяет более точно планировать и оптимизировать использование пространства, учитывать эргономику и безопасность рабочих мест, а также визуально представлять будущий производственный процесс.
- Размещение оборудования: с помощью 3D моделей и визуализации можно определить оптимальное размещение оборудования в производственных помещениях. Это позволяет учесть факторы, такие как доступность для обслуживания, оптимальный поток производственных операций, минимизацию пересечений и конфликтов между рабочими местами.
- Визуализация рабочих процессов: Программы для 3D визуализации позволяют создавать анимации и визуализации рабочих процессов на полиграфическом производстве. Это позволяет идентифицировать потенциальные узкие места, оптимизировать последовательность операций, а также обучать персоналу новым процедурам и методам работы.
- Визуализация продукции: Программы для 3D визуализации могут использоваться для создания визуальных моделей и визуализаций печатных продуктов, таких как упаковка, брошюры, этикетки и другие полиграфические изделия. Это позволяет клиентам и заинтересованным сторонам получить представление о внешнем виде и характеристиках продукции еще до фактического производства.
Предлагаемые модели склада бумаги и склада хранения готовой продукции, разработанные с помощью предложенного ПО
Фура с бумагой пребывает в зону разгрузки (рисунок 1) Происходит разгрузка бумаги, подписывается и оформляется вся необходимая документация. Далее бумага в упаковках движется по автоматической транспортной напольной линии до блока нанесения САИ. Там при помощи принтера меток либо штрихкодов происходит нанесения на упаковку специальных средств, которые позволяют в режиме онлайн следить за перемещениями упаковки с бумагой по складам и дальнейшему производству. После данной операции бумага попадает на временный склад на транспортной линии, где ожидает дальнейшего использования.
Рисунок 1. Пример склада бумаги: 1 – зона разгрузки; 2 – блок нанесения средств автоматической идентификации; 3 – транспортная линия; 4 – склад бумаги, оснащенный считывателем.
Готовая продукция, пройдя этап упаковки (рисунок 2), пребывает на склад по транспортной ленте и попадает в блок нанесения САИ. Далее с использованием погрузчиков с установленными считывателями продукция развозится по складу в свою заранее установленную ячейку в зависимости от разных параметров, заранее продуманных. Продукция хранится на складе, и с помощью САИ сотрудники всегда получают информацию о местонахождении, наличии продукции и всю необходимую информацию для ее отгрузки. Далее так же с помощью погрузчиков продукция попадает в зону отгрузки, отправляясь с производства клиентам.
Рисунок 2. Пример склада хранения готовой продукции:
1 – транспортная линия; 2 – блок нанесения средств автоматической идентификации; 3 – склад; 4 – средства автоматического считывания информации о находящейся продукции; 5 – зона отгрузки.
Заключение
Внедрение гибкой системы управления складом с использованием ПО для логического 3D моделирования может принести значительные выгоды полиграфическому предприятию. Ниже приведены некоторые преимущества автоматизации и гибкого управления складским хозяйством:
- повышение эффективности;
- уменьшение ошибок;
- улучшение скорости выполнения заказов;
- оптимизация использования пространства;
- доступ к реальным данным;
- адаптация к изменениям спроса;
- минимизация потерь.
В целом, внедрение гибкой системы управления складским хозяйством с использованием ПО для логического 3D моделирования может повысить эффективность работы предприятия, улучшить обслуживание клиентов и сделать предприятие более конкурентоспособным на рынке.
В работе были рассмотрены типы складов и методы их организации. Были рассмотрены основные преимущества и функционал программ для математического моделирования и визуализации, разработаны модели складов с использованием особенностей складских помещений на полиграфических предприятиях и обозреваемого программного обеспечения.
Список литературы
- Организация полиграфического предприятия, Национальная ассоциация полиграфистов [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.nrap.ru/pub10_80_1_1297.html (дата обращения: 11.07.2023).
- Григорьев И. И. Практическое пособие по имитационному моделированию и визуализации «Anylogic» – URL: https://online.mospolytech.ru/pluginfile.php дата обращения: (02.07.2022).
- Методы моделирования производственных процессов предприятия машиностроения [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/203858.html (дата обращения: 19.07.2023).
- Системы управления полиграфическим предприятием [Электронный ресурс] https://www.nrap.ru/pub20_50_1_1390.html (дата обращения: 22.06.2023).
- Классификация складов, их виды, функции и назначение [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://angargid.ru/poleznoe/vidy-skladov-ix-klassifikaciya-i-funkcii.html (дата обращения: 22.06.2023).
- Складская структура [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://help.sap.com/saphelp_scm70/helpdata/ru/16/d94541c47a6e24e10000000a155106/content.htm?no_cache=true (дата обращения: 12.07.2023).
- Автоматизация складской логистики: обзор оборудования и программного обеспечения [Электронный ресурс] https://scanport.ru/blog/avtomatizacziya-skladskoj-logistiki-obzor-oborudovaniya-i-programmnogo-obespecheniya/ (дата обращения: 10.07.2023).
- Назначение и возможности инструментальной среды AnyLogic [Электронный ресурс]. https://zdamsam.ru/a10946.html (дата обращения: 13.07.2023).