Симуляція та 3D моделювання складу: що потрібно знати замовнику

Метавсесвіти, віртуальна реальність, симуляція міцно входять у життя бізнесу. Про завдання та можливості 3D-моделей, створення прототипів об'єктів, їх тестування та демонстрацію роботи моделей розповідає Сергій Головко, інженер з розробки концептуальних рішень відділу автоматизації Sklad Service.

В чому переваги симуляції та  3D-моделювання складу над класичними розрахунками?

В основі обох лежить робота з масивами даних, математика та фізика процесів. Але 3D-моделювання – це насамперед симуляція та візуалізація проєкту, що дозволяє побачити роботу потенційного складу, з прогнозуванням роботи на рік в перед. Простими словами, приймати рішення щодо переобладнання, запуску складу або його ділянки стало простіше: замовник надає дані та формулює запит, а інженери моделюють різні ситуації та видають результати у вигляді ефективних рішень. Таким чином замовник бачить роботу об'єкта ще до інвестування у певне обладнання та техніку.

Наприклад, використовуючи програмне забезпечення Emulate 3D, ми розробляємо 3D-макети, які демонструють роботу на різних ділянках об'єкта і показують, наскільки все синхронізовано, що станеться з процесами в пікові навантаження, на яких ділянках може спостерігатися ефект «вузького місця» і як цього уникнути.

Тобто ідея не лише в якісно проведених розрахункових роботах та моделюванні процесів, але наданні візуального ряду замовнику. Відеодемонстрація роботи спроєктованої 3D-моделі – це те, що зрозуміло всім, а не тільки інженерам. Інвестору не треба мати глибинні знання з математики, щоб зрозуміти чи працюватимуть об'єкти при заданих параметрах. Це головна перевага 3D -моделювання: виключення помилок звичайних 2D -моделей. Помилок, в наслідок яких можуть невиправдано збільшитися терміни реалізації проєкту.

Можете навести приклади завдань, які було вирішено за допомогою 3D-моделювання?

Так, звичайно. В одному з проєктів ми замінили схему подачі пустих піддонів на лінію автоматичного формування палет з продукцією. Замінив подачу із палетних конвеєрів на подачу за допомогою шатл-кару та перевірив дану схему на пропускну здатність, виявилось, що за умов скоригованого процесу роботи її вистачає. Це дало змогу зекономити 30 м палетного конвеєра з урахуванням дорогоцінних трансферів. Оновлена схема допомогла уникнути необхідності використання додаткового захвату на кожного з 8-ми роботів.

Із нещодавніх проєктів: симуляція роботи конвеєрного ліфта, що переміщав вертикально пластикові відра з лакофарбовими матеріалами. Ліфт передав відра з конвеєра на конвеєр. Нюансом даного проєкту було те, що для збільшення продуктивності ліфта використовувалось дві акумуляційні зони на конвеєрному сегменті безпосередньо ліфта. Виявилось, що ліфт не виконує необхідну пропускну здатність, якщо в нього закладена спрощена логіка і він приймає та віддає відра по одному. 3D-моделювання візуально й кількісно засвідчило, що простий акумуляційний процес уповільнює роботу ліфта. А отже, було прийнято рішення покращити налаштування логіки системи, що дозволило скоригувати та уточнити бюджет для кінцевого споживача.

Яких вихідних даних потребує 3D-моделювання?

Наповненість вихідними даними суттєво залежить від галузі, в якій працює замовник. Для полегшення комунікації ми розробили спеціальні чек-листи, які  заповнює замовник на початку проєктування. Базові дані: типи та параметри продукції (товарів, транспортних одиниць); наявні та бажані потоки товарів, тобто скільки і яких товарів надходить та вибуває зі складу; визначення процесів, які необхідно оптимізувати.

Але спочатку – проведення глибинного системного аналізу даних, аудиту процесів наявного складу. Це замовник може зробити самотужки, або залучити наших фахівців. В будь-якому разі, першочерговим є встановлення потреб – чого компанія прагне досягти. Зазвичай, це зменшення довгострокових інвестицій внаслідок вивільнення людського ресурсу з монотонних та малоефективних операцій: зменшення штату або переведення його на більш ефективні операції. Ще однією метою може бути розширення виробничих потужностей, що вимагає підвищення ефективності процесів складування, транспортування та обробки товарів.

Якщо, раптом, немає даних, як тоді?

Відверто, в разі відсутності реальних вихідних даних, їх треба хоча б емпірично визначити. В такому випадку ми робимо скетчі, які дають можливість замовнику побачити модель складу в 3D і зрозуміти, які дані та для чого потрібно надати.

Будь-яка відсутність даних призводить до неправильного проєктування. Через незначний нюанс весь концепт може виявитись неправильним та малоефективним. Через це, важливо в процесі проєктування залучати до процесу обговорення якомога більше спеціалістів служби замовника та постійно валідувати, погоджувати з ними отриманні дані.

Ви казали про симуляцію та відеодемонстрацію. А як щодо віртуальної реальності?

Якщо ми говоримо про симуляцію процесів, то вона відбувається після 3D-моделювання. Залежно від програмного забезпечення розробку симуляційних моделей можна зробити навіть без 3D-моделювання: потрібно лише задати параметри відстаней до параметрів швидкості обладнання. Є різні методи, але вони менш показові. Кожен з них є релевантним на різних етапах проєктування. Ще до процесу розробки 3D-макету можна побудувати графік потоків і на його основі розпочинати проєктування в 3D.

Щодо віртуальної реальності (VR), можу відзначити, що особливу цінність технологія має в разі, коли проводять тестування ергономіки робочих станцій, навчають персонал користуватись обладнанням.

Сформулюйте, будь ласка, декілька порад потенційним замовникам?

До початку проєктування провести аудит складу. Визначитись з основними потребами. Провести аналіз даних. Залучити якомога більше спеціалістів до процесу. Організовувати робочі візити на аналогічні об'єкти, щоб врахувати наявний досвід. Приділяти увагу параметрам одиниць зберігання та процесам, які  з ними відбуваються. Залучати будівельників та архітекторів на ранніх етапах, якщо планується нова будівля: різні будівельні обмеження зазначені в генплані та ті, що стосуються пожежної безпеки, можуть суттєво впливати на конфігурацію складу. Поради не складні, головне них дотримуватися.