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90, Avenue LANESSAN - 69544 CHAMPAGNE AU MONT D’OR CEDEX Tél : 04.37.49.61.00 - Fax : 04.37.49.00.10 – Mail : sci.contact@segula.fr Sites : www.segula.fr - www.ouroumoff.com Recrutement : www.worknet.fr LA SOLUTION SIMULATION LA SOLUTION SIMULATION - 3 - SOMMAIRE 1 POURQUOI UTILISER LA SIMULATION ?............................................................................4 1.1 Les problèmes fréquemment traités............................................................................5 1.2 Ce que ne fait pas la simulation...................................................................................5 2 ENVIRONNEMENT ARENA ...................................................................................................6 2.1 Introduction ...................................................................................................................6 2.2 Modélisation ..................................................................................................................7 2.2.1 Le modèle................................................................................................................8 2.2.2 Le paramétrage .......................................................................................................9 2.2.3 L’animation ............................................................................................................10 2.2.4 Analyse de données ..............................................................................................12 2.2.5 Analyse des résultats.............................................................................................12 3 CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DU LOGICIEL..........................................................14 LA SOLUTION SIMULATION - 4 - 1 POURQUOI UTILISER LA SIMULATION ? Les exigences de la compétition industrielle poussent les décideurs à mettre en place des systèmes de production de plus en plus complexes et de plus en plus chers. Pourtant, même si le temps consacré aux phases d'étude et de conception est en constante augmentation, les erreurs commises restent nombreuses. C'est trop souvent après investissement et réalisation que l'on admettra avoir acheté trop ou pas assez de machines, que les zones de stockages prévues se révéleront sur ou sous- dimensionnées, ou que le réseau de filoguidés, qui devait être l'orgueil de l'atelier, ressemblera fortement à un boulevard périphérique aux heures de pointe. Les techniques de dimensionnement classiques, bien qu'indispensables dans les premières phases d'un projet, atteignent rapidement leurs limites dès que l'interaction entre les différentes composantes d'un système augmente. De plus, toute remise en cause, même partielle, d'une partie du projet nécessite généralement de nouvelles phases d'étude souvent contraires aux contraintes imposées par le calendrier. Ainsi, des idées qui pourraient s'avérer intéressantes sont mises à l'écart simplement pour satisfaire le court-terme. De plus, ces techniques de dimensionnement ne permettent qu'une vision statique du système étudié, alors que flexibilité et réactivité sont le plus souvent les deux objectifs recherchés. Parmi les techniques d'analyse de systèmes complexes, la simulation connaît un engouement particulier. Un nombre croissant d'industriels la considère comme l'un des outils les plus performants pour la conception, la mise au point et l'aide à l'exploitation. Ce n'est plus, comme par le passé, la technique de la dernière chance, mais un outil indispensable pour les concepteurs, les ingénieurs et les managers pour suivre un projet depuis sa phase initiale jusqu'à sa mise en œuvre. La crédibilité de la technique repose sur des expériences effectuées sur une maquette du système réel plutôt que sur des approximations théoriques qui ont tendance à simplifier grandement certains aspects du problème. Les réactions du système sont étudiées sur une base réelle et non plus selon un savoir faire subjectif. LA SOLUTION SIMULATION - 5 - 1.1 Les problèmes fréquemment traités • Les implantations physiques (manutention, machines, stocks), le dimensionnement des ressources (hommes, moyens de production, outillages) et les systèmes logistiques peuvent être testés avant investissement. • Les goulots d'étranglement et autres blocages, souvent pressentis grâce à l'expérience du concepteur, deviennent identifiables et surtout quantifiables. • Les réactions du système face à certains phénomènes aléatoires peuvent être envisagées et maîtrisées. L'influence de certains paramètres sur les critères de performance peut être chiffrée. • De nouvelles structures organisationnelles, ou règles de gestion, peuvent être testées sans gêner le fonctionnement d'un atelier existant. • Enfin, et surtout, une plus grande variété de solutions peut être envisagée et testée avant de décider. 1.2 Ce que ne fait pas la simulation Malgré des avantages nombreux, la simulation présente néanmoins des limites. Certaines dues à la technique elle-même, d'autres dues aux produits actuellement disponibles sur le marché : • La construction des maquettes demande un certain niveau d'expertise. La qualité des résultats fournis lors de l'analyse des solutions est intimement liée à la qualité de la modélisation et au savoir-faire du modélisateur. Très rapidement, on comprend que la modélisation est un métier. • C'est souvent une surprise, mais la simulation n'est absolument pas une technique d'optimisation au sens propre. Elle ne peut qu'établir les performances d'une solution conçue et imaginée par l'utilisateur. C'est une technique entièrement itérative qui ne propose pas de solution finale mais qui permet seulement à l'utilisateur d'envisager et de tester l'arborescence des choix possibles. En tout état de cause, c'est lui qui devra décider de ce qui répond le mieux aux problèmes posés. LA SOLUTION SIMULATION - 6 - 2 ENVIRONNEMENT ARENA 2.1 Introduction La simulation, si elle constitue une technique puissante, ne peut être efficace que si elle s'appuie sur des outils performants. Il est communément admis qu'un outil de simulation doit comporter les volets suivants : • une aide à la réalisation, • une interface graphique de qualité, • une aide à l'analyse des résultats, • une interface avec les langages de programmation classiques. L'originalité d'ARENA réside dans l'intégration de toutes les fonctionnalités au sein d'un seul et même produit. Un effort tout particulier a été réalisé sur la convivialité pour permettre à l'utilisateur d'évoluer dans un univers où la souris remplace le plus souvent le clavier. ARENA est au standard WINDOWS quelle que soit la plate-forme utilisée. LA SOLUTION SIMULATION - 7 - 2.2 Modélisation La construction d'une simulation se fait au travers de 2 structures de données : • le modèle, description des composantes statiques et dynamiques du système, • l'instance, spécification des conditions expérimentales et paramètres propres à une expérimentation. Chaque module utilisé pour décrire le système possède sa propre interface, permettant à l’utilisateur de définir ou de modifier simplement le comportement du modèle. LA SOLUTION SIMULATION - 8 - 2.2.1 Le modèle Le modèle représente le cœur de la simulation. C'est une véritable maquette du système étudié où l'on retrouve les hommes, les machines, les systèmes transitiques, ..., l'ensemble des composantes physiques ou logiques qui inter-agissent lors du fonctionnement. Un modèle ARENA se présente sous la forme d'un ensemble d'objets ou icônes graphiques. Chacune de ces icônes correspond à une fonctionnalité précise (avec des options) du système réel. La représentation graphique ainsi obtenue peut être lue et comprise même par un non spécialiste. Les paramètres qui sont traités par les différentes icônes sont décrits par l'utilisateur dans son propre vocabulaire. Ainsi, "type de palette", "temps de fraisage" ou "nombre de caristes" peuvent être employés pour définir les caractéristiques d'un atelier. L'un des atouts majeurs d'ARENA est la notion générique d'îlot qui permet de décrire simplement des systèmes de plusieurs centaines de machines. Une seule description constitue, en quelques icônes ou objets, la modélisation d'îlots de structures similaires mais de fonctionnement ou de paramètres spécifiques. Ainsi un atelier typique composé de files d'attente devant chaque poste de travail, chacun étant relié au suivant par un système de manutention, sera modélisé par un seul îlot, même si les temps opératoires, les temps de convoyage ou la taille des zones d'attente sont spécifiques à chaque machine. La spécification de la gamme de chaque type de pièce sur l'atelier et du planning de disponibilité de chacune des ressources s'effectue dans l'instance. Exemple de modélisation d’un système de convoyage ARENA permet une modélisation précise et flexible des systèmes de manutention. La conception des niveaux de détail nécessaires et des dispositifs matériels utilisés est facilitée par les différents concepts fournis : LA SOLUTION SIMULATION - 9 - • Transfert simple : Une pièce circule d'un point à un autre. Seuls les temps de transfert sont considérés. Ce mode est très utile en première approximation et lorsque la manutention n'est pas l'objet de l'étude. • Transporteur : Une ressource particulière (chariot, pont roulant, robot ...) se déplace pour venir chercher les pièces et les transporter vers leur destination. L'utilisateur gère avec simplicité la vitesse, la cartographie du circuit ou les phénomènes de panne et d'indisponibilité. • Convoyeur : Le logiciel intègre en standard la gestion des convoyeurs, avec ou sans accumulation, ainsi que les dispositifs à plages débrayables. Des pièces de différentes tailles peuvent circuler et s'accumuler sur des matériels dont le fonctionnement est contrôlable (vitesse, pannes, longueur d'accumulation,...) • Chariots guidés (AGV) : Sans aucun doute l'un des domaines de prédilection d’ARENA. Après la définition de la cartographie du réseau, la gestion du cantonnement, des conflits aux carrefours, des variations de vitesse (vide / plein, accélération / décélération, virages), des optimisations d'utilisation, est proposée en standard. On dispose ici d'un outil puissant pour valider des configurations mêmes complexes, chose pratiquement impossible avec les techniques traditionnelles. 2.2.2 Le paramétrage C'est le tableau de bord qui pilote la maquette. On y trouve l'ensemble des paramètres qui régissent le fonctionnement des équipements constitutifs du modèle. L'intérêt est évident. Une fois la maquette construite par le spécialiste ARENA, son exploitation est rendue accessible au plus grand nombre par la seule gestion des paramètres. Certaines bibliothèques d'ARENA s'occupent maintenant de générer l'instance. Ceci s'effectue de façon transparente pour l'utilisateur. LA SOLUTION SIMULATION - 10 - Avec les nouvelles bibliothèques Arena, les paramètres du modèle peuvent être définis ou modifiés dans une interface de type Tableur C'est également ARENA qui gère les phases de calcul et de présentation des résultats (animation, courbes, histogrammes, diagrammes à barres ...). Nombreux sont les logiciels de simulation qui fixent une limite à la taille des uploads/Industriel/ simulation-arena.pdf