SIMIO敏捷建模技术--使用Simio模板创建复杂系统的细节模型

 

仿真建模使用分析技术来解决复杂的运营问题，要获得所提供的仿真模型的洞察力，首先要开发待分析的系统仿真模型。更复杂的系统需要更为广泛的、更为细节的建模，这是许多模型开发人员遇到的最常见问题之一—即如何捕获系统的复杂性。

从零开发复杂系统模型的过程既耗时又容易出错。开发人员努力在设计的模型中集成多个约束、运作逻辑和规则，我们已经看到大量关于这些挑战的用户抱怨。在刚刚结束的SimioSync数字孪生应用实践大会上，Simio应用开发工程师和我们详细讨论了建立仿真模型和数字孪生模型所面临的挑战。讨论的重点是通过使用Simio的一个新特性——模板（template）来消除这些通用的建模挑战。笔者*注：Simio是第一个引入模板化建模技术的仿真软件，2020年7月在Simio的12.209开始就完善了数据驱动的建模，并提供了基于产品和基于工艺路径的simio模板）

 

理解模板及其益处

模板(templates)被定义为包含了构建复杂模型所需的70%到80%的数据模式（data schemas）。数据模式利用通用的制造数据模型，以确保模型开发人员不必从头构建复杂的仿真模型。这意味着在Simio开发环境上开发复杂仿真模型时，您可以选择利用模板来减少与从零开始建模相关的80%的耗时过程（即您可以省去原先80%的时间就能构建出一个初具规模和复杂性的模型）。

Simio对模板的定义突出了它最重要的几个收益——减少建模时间、简化复杂的建模活动、减少人为错误、集成最佳实践(best-in-class)和敏捷建模(agile modeling)。

  • 减少建模时间–

在为那些时间敏感的应用程序开发模型时，加快建模过程是一项关键需求。模板的使用提供了一个框架，其中80%的相关规则和数据范式已经就绪。与从头开始开发仿真模型相比，最终用户可以在更短的时间内扩展模板的已有功能或定制模板以满足特定的建模需求。 

  • 简化复杂的建模过程 –  

扩展模板以支持类似的操作和集成新规则、新运作逻辑和功能的能力简化了复杂模型的建模过程。有了基本的数据模式，就可以使用拖放方法添加额外的功能。拖放方法包括将模型拖放到设施布局中，并输入它们各自的参数。 

  • 减少人为的错误 –

耗时、劳动密集型的建模任务会创建一个易发生错误的环境。开发规则、逻辑和集成多个约束的过程属于可能执行得很差的重复活动的范畴。建模过程中的错误会影响分析结果，可能需要大量的故障排除才能使模型回到正轨。模板的使用提供了一个经过规范化和已验证的、可以在此基础上构建的基础，也减少了用于构建复杂仿真和数字孪生模型的时间。 

  • 利用敏捷建模和建模最佳实践 –

Simio模板使用通用的制造业数据模式(B2MML)，这是制造业的基准数据。这意味着模板是使用优化过的、规范的数据集开发的，这些数据集可以代表您所在行业的制造过程。因此，您可以使用优化的数据开始建模任务，并可以在需要时通过包含额外的约束和参数来发挥敏捷建模的优势。 

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开始尝试Simio模板

Simio模板功能，提供了上述的好处，以简化和加快仿真模拟和数字孪生模型的设计。这些模板包括“混合、填充、罐”模板和“制造、运输和补货”模板。

Mix,Fill, Tank模板侧重流程工业和消费品包装行业，用于自动生成上下游资源。该模板考虑了有限的缓冲区空间，例如上游和下游资源之间的储罐。它还捕捉关键的约束条件，如储罐清洗、有限的连接性和动态调度规则，以优化仿真建模和调度结果。

在上月结束的SimioSync2022实践应用大会上，Simio公司介绍了模板的使用，并带领与会者在真实场景中体验了它的应用。您可以了解更多关于Mix、Fill、Tank模板的信息，及如何在消费品包装行业中使用它，以及如何利用好它。

制造、运输和补货模板是另一个强大的建模工具，它使设计人员能够自动创建和维护整个企业中复杂系统的详细模型。该模板用于加速模型中物料移动和补料过程的开发。您可以看到一个简短的视频，突出说明如何将该模板设置为自动化移动机器人运输作业的仿真模型。

 

Simio上述模板至少支持ISA88标准协议，细心的用户也会发现，对于调度模型(schedulingmodel), Simio软件自带两类数据库范式：

  • ISA95SchemaOrderBasedRouting

  • ISA95SchemaProductBasedRouting

以及和施耐德WONDERWARE制造执行系统数据交换的2个模板，均符合ISO ANSI/ISA95标准下的B2MML XML制造数据规范。B2MML规范是ISA95标准内容的XML执行标准。它利用XMLSchema对标准定义的资源、信息流进行具体描述，定义企业管控系统间需交换数据的内容和格式。利用这一规范可以对不同应用系统中的数据指定统一的意义明确的标签，使同一数据可以为有需求的不同系统重复利用，达到系统间信息共享的目的。SimioRPS调度模型采用B2MML规范的数据范式，大大提高了SIMIO和主流工业数据库和MES集成的规范，实现了跨行业、跨地域、跨平台、跨异构数据库系统之间实现低成本、可扩展的动态信息集成。从这个方面讲，SIMIO仿真模型开发平台在建模数据的工业规范符合性方面处于业界领先水平。

结尾语

模板（templates）是Simio公司改变仿真游戏规则的又一项新功能。使用SIMIO模板，您可以利用它简化复杂仿真模型的创建并提高仿真模型的准确性水平。制造，运输，补货模板，以及填充，混合，罐模板可以应用于创建复杂的、跨越不同的工业部门的仿真模型。特别地，石油和天然气、仓储、消费品、食品和饮料以及制药，医疗用品制造商都可以利用Simio模板开发优化的仿真模拟模型和数字孪生模型。敬请长期关注Simio及后期的更多创新功！

注* 从2005年始，Simio一直是仿真行业的搅局者和颠覆者，很多创新无一例外地深刻影响着仿真行业的走向和竞争格局，其很多功能得到同行的借鉴与模仿。历史上，Simio创建了多个行业第一：第一个采用三层对象结构的仿真软件；第一个创新地采用可视化编程技术的仿真产品；第一个和GIS结合的仿真软件；第一个采样最新的仿真实验优选算法ranking-selection算法的商业仿真软件(KN算法，GSP算法)；第一个对接arvr的仿真软件；第一个对象仿真+高级排程的商品化产品；第一个和谷歌3D仓库内接的仿真软件；第一个开发了深度神经网络并支持开放的ONNX机器学习交换格式的仿真软件等等）。Simio在工业4.0领域的发展和布局进展非常迅速，可喜的是，最近一期我也介绍了Simio和工业物联网协议MQTT的结合，它将仿真和工业系统的结合推进了一大步）无锡迅合信息科技有限公司2022。

 原文阅读： https://mp.weixin.qq.com/s/22icEKxaOV7ml017ZREMwA