Simulation von Logistik und Materialfluss-Systemen

Vorlesung von Prof. Thorsten Schmidt der TU Dresden

Vorlesung von Prof. Thorsten Schmidt der TU Dresden


Kartei Details

Karten 38
Sprache Deutsch
Kategorie Technik
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 16.02.2017 / 05.02.2020
Weblink
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Datenanalyse-Beyond Excel

  • Skripte
    • reproduzierbar
    • individualisierbar
    • schnell portabel kostengünstig
  • aber:
    • Tools müssen beherrscht werden
    • kein visuelles Arbeiten möglich

Tool-AWK

  • programming language for text processing and data extraction

Tool- SQLITE

  • self-contained, serverless. zero-configuration SQL database engine
  • a replacement for fopen()-not for Oracle
  • keis massiv paralleler Einsatz
  • keine Rechteverwaltung
  • nur Unterstützung von Unicode-Zeichensätze

Tool-GNUPLOT

  • command-line program
    • 2D- and 3D-plots of funtions and data
    • for publication-quality graphics as well as education
  • features
    • multiplot
    • colormaps
    • .png, eps.
  •  

Datenbanksysteme

  • Nutzer agiert mit Datenbanksystem, besteht aus:
    • Datenbankprogramm
      • dient der Verwaltung und Bearbeitung vin Datenbanken
    • Datenbanken
      • strukturierte Sammlung von Daten in Dateien
    • Daten losche gruppierte Informationseinheiten, die zwischen Systemen übertragen und auf Systemen gespeichert werden.

Unterscheidung von Datenbanksystemen

  • Client-Server
  • Stand-Alone

Datenmodelle-Unterschiede

  • Hierarchisches Datenmodell
    • Baumstruktur (klare Zuordnung)
  • Netzwerk-Datenmodell
    • mehrere Vorgänger eines Datensatzes
    • n:m-Beziehung

SQL

Structured Query Language

  • Datenbanksprache zur Defintion von Datenstrukturen in relationalen Datenbanken

Normalisierung

  • Zerlegung von Relationen
  • Vermeidung von Redundanzen
  • Sont evtl. Inkonsistenzen

XML

  • Extensible Markup Language
  • Darstellung hierarchischer Strukturen ind Form von Textdaten
  • Datenaustausch im Internet

HTML

  • Hypertext Markup Language
  • Beschreibende Form der Textauszeichnung, Trennung von Inhalten und Form
  • von Webbrowsern dargestellt

Stetigförderer-Aufstellung

  • Bandförderer
  • Rollenförderer
  • Rollenhubtisch
  • Rollendrehtisch
  • Heber
  • Umlauf-C-Förderer
  • Sorter
    • Kippschalen Sorter
    • Quergurt-Sorter
    • Bandsorter

Unstetigförderer

  • Elektrohängebahn
  • Führerlose Transportsysteme
  • Regalbediengeräte

Zufallsvariablen

Eine VAriable, deren Wert oder AUsprägung die Ergebnisse eines Zufallsvorgangs sind.

  • Stetige Zufallsvariablen
    • unendlich viel unterschiedliche Werte
  • Diskrete Zufallsvariablen
    • endlich viel Wertre

Mittelwert

der arithmetische Mittelwert einer Messreihe

Median

  • Grenze zwischen den zwei Häften einer Verteilung
  • robuster gegenüber Ausreißern las Mittelwert

Quantil

der Wert, der größer als ein Anteil p aller Messwerte ist, heißt p-Quantil

Autokorrelation

Die korrelation einer Funktion mit sich selbst bei einem zeitverschobenen Vergleich

Varianz

Maß für die Streuung einer Messreihe um einen Wert

Punktschätzer

Ein unbekannter Parameter wird durch Angabe eines einzigen aus der Stichprobe berechneten Werts geschätzt

Bereichsschätzer (Konfidenzintervall)

Ein Intervall, dass mit einer vorgebenen Wahrscheinlichkeit den Parameter einer Verteilung enthält

wichtige Verteilungen

  • Exponentialverteilung
    • für Zeiten zwishcen unabhängigen Ergeignissen
    • Lebensdauer
  • Normalverteilung
    • bei additiver Überlagerung vieler unabhängiger Zufallsgrößen
  • Lognormalverteilung
    • bei multiplikativer Überlagerung unabhängiger Zufallsgrößen
    • Approximation schiefer Verteilungen
  • Gleichverteilung
  • Dreiecksverteilung
    • wenngenau Form unbekannt, aber Minimum und Maximum zur Verfügung stehen

 

Verteilungstests

  • Chi-Quadrat-Test
    • Prüfung der Hypothese, dass ein betrachtete Zufallsgröße X einer bestimmten Verteilung F(x) genügt
    • Klasseneinteilung Wurzel n
  • Wilcoxon-Test
    • zwei Zufallsgrößen X und Y der gleichen Verteilung F(x) genügen

Statistische Versuchsplanung-Replicate/Delete-Verfahen

  • mehrere Läufe durchführen(Replicate)
  • Daten der Warmlaufphasen verwerfen (Delete)
  • Länge der Läufe betragen vielfaches der Warmlaufphase

Statistische Versuchsplanung-Batch-Means-Verfahren

  • Warmlaufphase bestimmen
  • langer Simulationslauf
  • Daten der Warmlaufphase verwerfen
  • Daten in Intervallen(Batches) ermittel

Statistische Versuchsplanung-Warmlaufphase

  • Einschwingen des Systems
  • Mittlung 10 bis 20 lange Testläufe

Zufallszahlengeneratoren

  • numerischer Algorithmus, der eine Folge von (Pseudo-) Zufallsvariablen erzeugt
  • Eigenschaften:
    • stochastisch unabhängige und identisch verteilte Folgeglieder
    • maximale Dichte, lange Periode
    • einfache und reproduzierbare Erzeugung

Lineare Kongruenzgeneratoren

  • Zufallszahlengenerator
  • Ausgehend von einem Startwert berechnet eine LCG die Glieder einer Zufallszahlenfolge durch eine Rekursion

Zufallszahlentest

  • Auf Gleichverteilung:
    • Chi^2-Test
    • Kolmogrow-Smirnow-Test
    • Mittel der Zufallszahlen sollte 0,5 sein
  • Unabhängigkeit
    • Lauftest
    • Autokorrelation
    • Gap-Test

Klassifizierung von Simulationsmodellen

  • dynamisch/statisch
  • diskret/kontinuierlich
  • stochastisch/deterministsich

Ereignisdiskrete Simulation

  • werden durch den Systemzustand gesteuert
  • ereignisgesteuerte Simulations
  • Ereignis markiert Zustandsänderung
    • Ereignisse besitzen einen Termin
    • aber keine zeitliche Ausdehnung

Simulationssoftware- Klassifizierung

  • Simulationssprachen
  • Anwendungsorientierte Simulatoren

Bausteinsysteme-Simulation

  • Petrie-Netze
  • Bediensystem
  • Scheduling-System

Objekte-Grundbausteine

  • Job
    • Fertigungsauftrag, Los, Wartungsauftrag
  • Station
    • Maschine
    • Warteschlange

Obejektverknüfung

  • Ressourcen enthält mehrere Jobs
  • Job belegt mehrere Ressourcen

Ansätze-Simulation

  • rekursiv
  • analytischer

Scheduling-Ansatz

  • betont die Statik des Prozesses
  • direkte Sicht auf Zeitachse
  • Gantt-Diagramm ist zugleich Ergebnis- und Steuerungsraum

Simulationsansatz

  • betont Dynamik des Prozesses
  • keine Direkte Sicht auf Zeitschachse
  • nur zurückliegende Ereigenisse bekannt->virtuelles Dispatching
  • Gantt-Diagramm nur Ergebnisausgabe