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Comment construire un modèle de base avec WITNESS ?

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Comment construire un modèle de base avec

WITNESS ?

Franck FONTANILI


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1. Qu’est ce qu’un MODELE de simulation ? Un modèle est un ensemble d’éléments qui sont liés entre eux d’une manière logique (lois et actions) pour décrire un processus réel. Les éléments WITNESS sont les blocs de base que l’on peut combiner en sous-modèles ou en modules utilisateurs et donc les utiliser plusieurs fois. Les éléments WITNESS peuvent se classer selon des critères différents : des éléments physiques (ceux que l’on voit dans le monde réel), des éléments logiques et des éléments graphiques :

Les éléments physiques comprennent : - les éléments qui circulent dans le modèle : les articles, - les éléments transportant les articles : les convoyeurs, les chemins, les

pistes et véhicules, - les éléments contenant les articles : les stocks, - les éléments qui traitent les articles : les machines et si nécessaire les

ressources.

Ces éléments sont classés comme des éléments discrets. Il existe aussi des éléments continus : fluides, tuyaux, processeurs et réservoirs. Un même modèle peut comporter des éléments discrets et continus. Par exemple, un liquide contenu dans un réservoir est transféré vers un processeur (un réacteur, un malaxeur, etc.) au travers de tuyaux avant d’être versé dans des flacons qui sont eux-mêmes bouchés puis étiquetés sur des machines spéciales et enfin palettisés par lots de 50.

Les éléments logiques tels que :

- les plannings d’ouverture (horaires de travail), - les lois de distribution aléatoires, - les sources des données externes (par exemple, des fichiers) et

l’interfaçage avec Excel (tableur) et Access (SGBD), - des références pour permettre de programmer la logique du modèle, de

mettre en place des mesures et des indicateurs : les variables, les attributs et les fonctions.

Les éléments graphiques fournissent des informations sur l’état du modèle au cours d’un lancement, et ils comprennent les camemberts, les courbes et les histogrammes et sont une aide à la présentation des simulations.


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2. Les 3 phases de la construction d’un modèle

La phase de Déclaration

C’est une phase d’analyse qui permet de passer du réel au modèle en faisant un choix sur les éléments du modèle qui représentent le mieux le système réel.

La phase de Représentation

Cette phase n’est pas obligatoire pour le fonctionnement d’une simulation, mais elle est indispensable pour comprendre le fonctionnement dynamique du système et pour communiquer avec toutes les parties prenantes à l’étude de simulation. Il est donc vivement conseillé de ne pas la négliger et de représenter le système et son implantation aussi réellement que possible. La version PwE (Power with Ease) de Witness permet de transformer un modèle 2D en un modèle 3D d’un simple lic de souris. Cette représentation en 3D, bien que superflue pour la simulation elle-même et les experts, est cependant de plus en plus demandée car elle facilite considérablement l’appropriation et la comparaison avec la réalité.

La phase de Description Chaque type d’élément a ses propres caractéristiques, par exemple : le temps de cycle d’une machine ou la vitesse d’un véhicule. La logique de contrôle de la simulation pour décrire le routage des articles circulant dans le modèle est aussi spécifiée lors de cette phase. Après la déclaration, la représentation et la description des éléments, la simulation peut être lancée immédiatement. Ensuite le modèle peut être modifié en ajoutant, changeant ou supprimant des éléments. Progressivement et par étapes successives, on peut affiner le modèle afin de le faire correspondre au mieux à la réalité. On peut alors relancer la simulation pour évaluer l’impact de ces changements. Cette facilité pour construire un modèle progressivement en testant chaque partie est une aide puissante pour produire et réaliser en confiance des modèles valides. Il est donc conseillé de suivre une démarche progressive de construction et de ne pas chercher à tout simuler tout de suite. Par exemple, les pannes, réglages, plannings, ressources et variations aléatoires doivent être intégrés seulement après avoir validé le cheminement des articles dans le modèle. La construction d’un modèle peut se faire de deux façons :

- Effectuer entièrement les 3 phases de déclaration, description et représentation.

- Constituer et/ou utiliser une bibliothèque d’éléments prédéfinis dans le but de simplifier la réalisation des 3 phases.


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a. Déclarer un élément Pour entrer dans le mode de déclaration, cliquer sur le menu Eléments et sélectionner Déclarer. On peut aussi passer par le sélecteur d'éléments (voir figure 1) en cliquant sur le groupe Simulation et en cliquant avec la touche droite de la souris pour faire apparaître un menu déroulant. Sélectionner Déclarer.

Figure 1 : Sélecteur d'élément

Une fenêtre Déclarer apparaît avec une zone pour saisir le nom d’un élément (voir figure 2).

- Saisir un identificateur (24 caractères maxi, sans espace) dans la zone d’édition du nom.

- Choisir ensuite le Type de l’élément en cliquant sur le bouton de déroulement puis en cliquant sur le type choisi.

- Pour certains éléments comme les machines ou les stocks par exemple, une autre forme apparaît permettant d’indiquer la Quantité. La quantité d’un élément peut être un nombre situé entre 1 et 99 inclus ; par défaut c’est 1. Les éléments doivent être déclarés avec une quantité supérieure à 1 seulement s’ils apparaissent et se comportent de manière identique, et peuvent être traités comme un ensemble.

- Appuyer sur le bouton Créer en haut à droite de la fenêtre Déclarer. - Répéter ces étapes pour tous les éléments à déclarer.

La fenêtre contenant le sélecteur d'éléments se complète automatiquement en faisant apparaître la liste des éléments créés avec un symbole pour le type (voir figure 3). Un menu déroulant est accessible avec un clic droit de la souris.

Icône Sélecteur d’élément


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Pour sortir de la fenêtre Eléments, cliquer sur le bouton Fermer.

Figure 2 : Fenêtre de déclaration d’un élément

Figure 3 : Liste des éléments déclarés dans la fenêtre Sélecteur d’élément


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b. Représenter un élément Une fois que les éléments dans le modèle ont été déclarés, il faut spécifier comment ils doivent être représentés à l’écran. WITNESS fournit un très grand écran virtuel pour représenter les éléments de simulation. Cet écran virtuel peut être visualisé à travers huit fenêtres de taille variable et à divers facteurs de zoom. Le titre du modèle est continuellement affiché dans l’entête de WITNESS. Chaque fenêtre individuelle peut avoir son propre titre, sa couleur de fond, ses plans (notion de couche), spécifiés en passant par le menu Fenêtres/Paramètres (voir figure 4).

Figure 4 : Paramétrage d'une fenêtre

Pour représenter un élément :

- Cliquer sur cet élément dans la fenêtre de sélection des Eléments et cliquer ensuite avec la touche droite de la souris pour dérouler le menu.

- Choisir l'option Représenter. WITNESS affiche la barre de représentation de l’élément :

Les options de la barre varient en fonction des éléments à représenter. En règle générale, il est recommandé de représenter au moins le nom, l’icône et la position des articles quand il s’agit d’une machine ou d’un stock.

Pour un élément déjà représenté, il est possible d'accéder au menu déroulant en cliquant sur l'une des formes de représentation avec le bouton droit de la souris. Une fois positionnés sur l’écran, les éléments peuvent être déplacés individuellement (drag and drop) ou en groupe en utilisant le filet. Certaines formes (symboles, …) peuvent être étirées : Maintenir la touche Shift enfoncée et tirer avec la souris sur l'un des huit carrés situés sur le pourtour de la forme.


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Figure 5 : Représentation des éléments

c. Décrire un élément Pour adapter un modèle à un processus réel, des informations doivent être indiquées pour expliquer comment chaque élément opère et comment les articles circulent dans le processus. En résumé, comment le processus fonctionne réellement. Une fois les éléments déclarés et représentés, diverses hypothèses sont définies. Par exemple, quand une machine est déclarée, il sera supposé qu’une ressource n’est pas nécessaire, que les pannes sont négligeables et que les statistiques devront être enregistrées. Cependant, WITNESS a besoin de savoir comment les articles vont circuler entre les éléments. Initialement, les éléments sont tous indépendants et ne savent pas d’où les articles proviennent, et où ils vont. Ils doivent donc être liés ensemble pour refléter le flux réel des articles dans le processus. Presque tous les éléments peuvent prendre des valeurs par défaut pour tous les paramètres, excepté ceux qui décrivent des temps opératoires. Après avoir cliqué sur l’élément à décrire dans la fenêtre du sélecteur d'éléments, ces descriptions sont entrées dans WITNESS à partir du menu Eléments / Décrire. Une fenêtre de description différente est utilisée pour chaque type d’élément, puisque chaque type d’élément est caractérisé par des informations différentes (voir la figure 6 pour la description d’une machine). Toute fenêtre de description possède son éditeur de ‘Notes’ pour permettre d’entrer des commentaires utiles concernant l’élément (par exemple: sa description précise, des informations concernant le modèle créé, ...).


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Pour un élément déjà représenté, il est possible « d’ouvrir » sa fenêtre de description en double-cliquant directement sur celui-ci avec le bouton gauche de la souris.

Figure 6 : Exemple de description d’un élément (MACHINE)

d. Eléments prédéfinis La construction d’un modèle est souvent répétitive quand le modèle comporte plusieurs éléments identiques ou avec de nombreux points communs. Afin de réduire le temps consacré à la construction, il est intéressant d’utiliser une bibliothèque d’éléments prédéfinis. Le modèle Startup.mod est automatiquement ouvert à chaque lancement de Witness. Il comporte un environnement multifenêtre prédéterminé et contient des éléments prédéfinis pour la construction rapide d’un modèle de base comportant Article(s), Machine(s), Stock(s) et Convoyeur(s)(voir figure 7).

Figure 7 : Bibliothèque d'éléments prédéfinis

Pour créer une instance d’un élément prédéfini dans le modèle, le sélectionner en cliquant dessus avec le bouton gauche de la souris. Le curseur se transforme en


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croix. Dans la fenêtre de la vue générale, cliquer sur le bouton gauche de la souris pour positionner l’élément à l’endroit où se trouve le curseur. Ceci crée une copie de l’élément prédéfini. Tous les éléments prédéfinis peuvent être ainsi introduits dans la vue générale (voir figure 8).

Figure 8 : Modèle Startup.mod avec éléments prédéfinis

Les spécifications par défaut de l’élément prédéfini sont copiées vers l’élément instancié. Les éléments ainsi créés sont automatiquement nommés. Le menu déroulant de la fenêtre du sélecteur d'éléments permet d'accéder à des fonctions de traitement des éléments (déclarer, décrire, supprimer, filtrer, etc….)


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3. Les éléments de base : articles, stocks et machines Articles Ils circulent à travers le modèle. Ils peuvent représenter des

composants physiques, des informations au sein d’une entreprise ou même des personnes dans un supermarché.

Stocks Ce sont des places où les articles peuvent être retenus en attendant

d’être utilisés. Des personnes dans une file d’attente ou des moteurs sur une étagère sont des exemples typiques de stocks.

Machines Ce sont des éléments puissants qui sont utilisés pour représenter tout

ce qui prend des articles de quelque part, les traite et les envoie vers leurs prochaines destinations. Une perceuse, une organisation qui traite des informations ou un atelier entier peuvent être représentés par une machine. Les machines qui traitent un ou plusieurs articles à la fois peuvent être modélisées.

a. Les Articles Les articles sont utilisés pour représenter des éléments discrets (divisibles) qui circulent dans un atelier, des petits composants électroniques, des sous-ensembles mécaniques ou encore des étiquettes Kanbans. Les articles peuvent être même utilisés pour représenter des appels dans un central téléphonique ou d’autres types de flux d’informations. WITNESS « crée » les articles et les introduit dans la simulation au moment et à l’endroit prévu par le modèle. Chaque article individuel peut avoir un nombre de caractéristiques (attributs) associées et ceux-ci peuvent prendre différentes valeurs à différents moments pendant la simulation. Par exemple, un article pourra avoir un attribut de couleur avec une valeur de 0 avant de passer par une opération de peinture, mais la valeur sera 1 par la suite. Les articles peuvent être traités séparément, se combiner en un seul, être éclatés en plusieurs ou un groupe d’articles peut être traité par lots. Les articles peuvent arriver de façon autonome dans le modèle en quantité de 1 ou plus (c’est-à-dire qu’ils sont « actifs ») ou ils peuvent être tirés à la demande par d’autres éléments (c’est-à-dire qu’ils sont « passifs »). Les articles peuvent se changer en d’autres articles pendant leur parcours dans le modèle. Les descriptions d’article indiquent quand, où et combien d’articles devront apparaître pendant la simulation; elles indiquent également si des actions doivent être effectuées quand un article arrive ou quitte la simulation et si des statistiques devront être enregistrées pour l’article. Il suffit de double-cliquer sur la représentation d’un article pour accéder à sa fenêtre de description (voir figure 9).


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Figure 9 : Caractéristiques de Description d’un Article

b. Les Stocks Les stocks accumulent des articles. Ils ne tirent pas ou ne poussent pas des articles activement vers des machines ou autres éléments ; les stocks sont passifs. Un article reste dans un stock jusqu’à ce qu’il soit tiré par un autre élément. Les articles peuvent être ordonnés dans le stock suivant un mode FIFO, LIFO ou autre. Les stocks peuvent être utilisés pour représenter :

une file d’attente, un plancher d’usine sur lequel des articles attendent l’opération suivante, un rack de stockage contenant des cartes de circuits imprimés avant soudage, l’espace aérien occupé par les avions avant l’atterrissage, un bac d’un poste d’assemblage contenant des composants, etc.

Les machines peuvent avoir des stocks dédiés (Buffer), un en entrée, un autre en sortie. Ces stocks dédiés sont déclarés avec la machine. Les stocks ont une capacité maximum, et peuvent exécuter des actions quand un article entre ou sort. Il suffit de double-cliquer sur la représentation d’un stock pour accéder à sa fenêtre de description (voir figure 10).


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Figure 10 : Caractéristiques de Description d’un Stock

c. Les Machines

Les machines sont des éléments physiques qui extraient des articles d’un élément, les traitent pendant un temps de cycle et puis les envoient vers l’élément suivant. Exemples de machines :

un tour, un robot soudeur, une caisse de supermarché, etc.

Une machine peut traiter un ou plusieurs articles à la fois. Elle peut assembler plusieurs articles en un seul ou en produire plusieurs à partir d’un. WITNESS possède sept types de machines pour répondre à ces exigences :

1) Machine simple Une machine simple traite les articles un par un.

2) Machine par lot

Une machine par lot traite un lot de n articles à la fois. Si la machine est une machine PAR LOT, il faut sélectionner le type PAR LOT et spécifier les nombres mini et maxi d’articles qui constituent un lot.

Machine Simple

Machine par Lot


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3) Machine d’assemblage Une machine d’assemblage prend un certain nombre d’articles et en sort un seul. Si la machine est une machine d’ASSEMBLAGE, il faut sélectionner le type ASSEMBLAGE et spécifier dans le champ Entrée le nombre d’articles à assembler en un seul. Si différents composants proviennent de différentes positions, des lois d’entrée plus sophistiquées qu’une simple loi PULL doivent être utilisées.

4) Machine de production

Une machine de production prend un seul article et en sort plusieurs. Si la machine est une machine de PRODUCTION, il faut sélectionner le type PRODUCTION et spécifiez la quantité à produire dans le champ Sortie. Le nombre d’articles en sortie d’une telle machine est égal à la quantité produite PLUS 1.

5) Machine générale

Une machine générale prend un nombre d’articles et en sort un nombre différent. Si la machine est une machine GENERALE, il faut sélectionner le type GENERAL et spécifier les quantités en entrée et en sortie dans les champs correspondants.

6) Machine à cycle multiple Une machine à cycle multiple est une machine générale spéciale qui réalise son travail en effectuant plusieurs cycles en séquence, avec pour chacun d’eux des quantités en entrée et en sortie qui peuvent être différentes. Si la machine est une machine à CYCLE MULTIPLE, il faut sélectionner le type CYCLE MULTIPLE et spécifier les quantités en entrée et en sortie de chaque cycle dans les champs correspondants.

Machine d'Assemblage

Machine de Production

XX

YY

Y

Machine Générale

N1 N2

N1 N2Ni Nj Nk


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7) Machine Multi-Postes

Une machine Multi-Postes fonctionne comme des postes liés en série (machine transfert synchrone). Les articles transitent à travers les différentes stations existant à l’intérieur de la machine. Ils ne passent à la station suivante que lorsqu’un nouvel article se présente en entrée de leur station actuelle. Si la machine est une machine MULTI-POSTES, il faut sélectionner le type MULTI-POSTES et spécifier le nombre de postes et le nombre d’articles en entrée. S’il y a plus d’un article, la machine est concrètement une machine multi-postes à traitement par lots.

d. Caractéristiques communes aux machines - Une machine peut avoir des stocks d’entrée et de sortie dédiés (Buffer), où les

articles sont stockés, jouxtant la machine. - Le temps de traitement d’un article par la machine, le temps entre pannes, le

temps de réparation après une panne ou un démarrage après un changement d’outils peuvent tous être aisément modélisé.

- Si une ressource (opérateur) est nécessaire pour le fonctionnement, la réparation ou le démarrage de la machine, elle peut aussi être modélisée.

- Une machine peut être représentée à l’écran, en utilisant une icône, soit une parmi celles fournies avec WITNESS ou une créée avec l’éditeur d’icônes intégré ou importé à partir d’un logiciel de dessin. On peut spécifier que les icônes changent de couleur pour indiquer l’état associé à la machine.

- Une machine peut attendre des articles, être occupée, en panne, en démarrage, en attente de ressources ou bloquée. Une machine est dite bloquée quand elle est incapable d’évacuer un article par manque de place en aval.

- Pour mettre au point le modèle, on peut déclarer des actions qui sont exécutées quand la machine commence son cycle, le termine, tombe en panne ou finit d’être réparée ou quand un article entre ou sort.

- Il est conseillé de ne pas ajouter de ressources, de pannes, de réglages ou autres détails si ceux-ci n’ont aucun un effet significatif sur les résultats. Ils pourront être aussi facilement ajoutés plus tard, si nécessaire. En incluant des détails qui ne sont pas importants pour les résultats, on surcharge le modèle sans que cela n’apporte d’amélioration à la compréhension, bien au contraire.


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4. Contrôle des flux d’articles

a. Lois d’entrée/Sortie Les lois d’entrée et de sortie sont utilisées pour décrire la manière dont les articles doivent circuler entre les éléments modélisés. Si un élément a une loi d’entrée, celle-ci lui dit de tirer des articles, si un élément a une loi de sortie, elle lui dit de pousser des articles. Si un élément ne tire pas activement des articles, il a comme loi d’entrée WAIT. De tels éléments ne recevront jamais d’articles à moins que d’autres éléments n’en poussent vers eux. De même, un élément qui ne pousse pas activement des articles a la loi de sortie WAIT, mais il peut être en permanence bloqué, à moins que d’autres éléments ne lui en tirent. WAIT est la loi par défaut. Elle est fixée à chaque élément une fois qu’il a été déclaré. D’une manière prévisible, si un modèle est lancé sans spécifier des lois d’entrée ou de sortie, aucun article ne se déplacera, un message d’avertissement s’affichera et la simulation s’arrêtera. Les lois les plus simples d’entrée et de sortie sont respectivement PULL et PUSH. Par exemple : La loi :

PUSH to PERCEUSE pousse des articles vers l’élément PERCEUSE La loi :

PULL from TOUR tire des articles de l’élément TOUR Les lois PULL et PUSH permettent de spécifier une liste d’éléments dans un ordre préférentiel. Par exemple la loi:

PUSH to TOUR, PERCEUSE pousse les articles vers l’élément TOUR ; si cela échoue, il essaiera de les pousser vers l’élément PERCEUSE. Il n’y a pas de limite pratique à la longueur de cette liste. PUSH et PULL sont les lois de base de WITNESS, et suffisent dans beaucoup de cas. Il faut choisir si chaque élément est « actif » ou « passif » en accord avec le rôle qu’il joue en réalité. Par exemple, des machines tirent des articles d’une caisse, les traitent et les poussent vers le prochain processus.


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Il n’est pas recommandé de décrire un élément qui pousse et un autre qui lui tire des articles en même temps; de même un élément qui tire et en même temps qu’un autre lui pousse des articles. Dans de tels cas, il est difficile de prévoir quel élément a la priorité, celui qui pousse ou celui qui tire. Pour fixer une loi à un élément de WITNESS, cliquer dans la forme de description de celui-ci sur le bouton de la loi d’entrée ou de sortie. L’éditeur de Lois apparaît (voir la figure 11).

Figure 11 : L’Editeur de Lois

- La fenêtre d’édition On peut entrer la loi en utilisant le clavier et utiliser les touches fléchées ou la souris pour se déplacer et modifier la loi. Ceci est utile pour modifier une petite partie d’une loi complexe. En cas de difficulté pour écrire une loi, on peut accéder à l’assistance en cliquant sur le bouton Assistance ou encore utiliser le Sélecteur en passant par le menu Affichage/Outil/Assistant et en cliquant sur l'icône Sélecteur d'éléments.

- La fenêtre d’assistance (voir figure 12) Cette fenêtre est utilisée pour afficher des messages servant à compléter une loi. Ceci est accessible à l’aide du « mode assistance ». Si WITNESS trouve une erreur dans la loi entrée, un message approprié est affiché. La souris n’est plus active quand le curseur texte est dans la fenêtre d’assistance.

- Les boutons « Assistance », « Annuler », « Valider » et « OK » :


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Cliquer sur OK quand une loi est entrée. Si la loi est correcte, l’Editeur de Lois disparaît et on retourne dans la fenêtre de description. Si elle contient une erreur, un message apparaît dans la fenêtre d’assistance et le curseur est placé sur la partie de la loi incorrecte. Une vérification de la syntaxe sans sortie de l'éditeur peut être faite en cliquant sur Valider. Cliquer sur Annuler pour abandonner la loi entrée. On retourne alors dans la fenêtre de Description sans avoir changé quoi que ce soit. Pour utiliser le mode assistance après le premier mot de la loi, cliquer sur « Assistance ». Répondre aux messages de la fenêtre d’assistance ou cliquer sur le bouton OK pour accepter les réponses par défaut données entre crochets.

Figure 12 : Assistance à l'édition de lois

b. Principales lois d’entrée

WAIT En attendant qu’un article soit poussé d’un élément.

PULL A partir d’une liste d’éléments dans un ordre préférentiel. Ex: PULL from B1, B2 Tire à partir de B 1 en premier, si échec tire à partir de B2.

Ex: PULL A from B1, B from B2 Tire l’article A de BI en premier, si échec tire l’article de B2


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MOST (LE PLUS) Parts (articles)/Free space (espaces libres) dans une liste d’éléments

Ex: MOST PARTS B1, B2 prend un article dans B1 ou B2, dans celui ayant le plus d’articles.

LEAST (LE MOINS) Parts (articles)/Free space (espaces libres) dans une liste d’éléments.

Ex: LEAST FREE B1, B2 prend un article dans BI ou B2, dans celui qui a le moins d’espace.

PERCENT Tirage aléatoire dans une liste d’éléments

Ex: PERCENT/1 B1 70.00, B2 30.00 Les articles sont tirés de façon aléatoire en suivant la suite numéro l pour satisfaire 70 % provenant de BI et 30 % provenant de B2.

SEQUENCE A partir d’une liste d’éléments, avec option d’échec. Ex: SEQUENCE/WAIT B1 # (1), B2 # (2), B3 # (1)

prend 1 article dans Bl, ensuite 2 dans B2 et enfin 1 dans B3 . S’il n’y a pas d’articles disponibles, attend (WAIT) jusqu’à ce qu’il y en ait un.

Ex: SEQUENCE/NEXT B1 # (1), B2 # (2), B3 # (1)

comme ci-dessus, mais si un article n’est pas disponible, passe à la partie suivante (NEXT) de la séquence pour faire une tentative.

Ex: SEQUENCE/RESET B1 # (1), B2 # (2), B3 # (1)

comme précédemment, mais si un article n’est pas disponible, remise à zéro (RESET) de la séquence et recommence depuis le début.

IF Une expression est vraie.

Ex: IF NPARTS (B1) > 5

PULL from B1 ELSE PULL from B2 ENDIF S’il y a plus de 5 articles dans Bl, en prendre dans Bl, sinon en prendre dans B2.

SELECT Par rapport à une expression.

Ex: SELECT on X B1, B2.

si X = 1, prend les articles dans B 1, sinon si X = 2, prend les articles dans B2. BUFFER Crée un stock d’entrée (pour des machines uniquement)


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Ex. BUFFER(5) La machine a un stock d’entrée de capacité 5.

MATCH Utilisée comme loi d’entrée pour obtenir un ensemble d’articles et/ou d’unités de ressources associés pour une machine, ou comme loi de ressource pour associer des unités de ressources à une tâche pour cet élément.

Ex: MATCH/ANY HORLOGE MAGASIN(1) #(2) AND BOITE MAGASIN(2) #(1) Dans cet exemple, la loi MATCH associe 2 articles HORLOGE du premier élément MAGASIN à n’importe quel article BOITE du deuxième élément MAGASIN, et envoie cet ensemble d’items à la machine. Ex: MATCH/ATTRIBUTE COULEUR STOCK_CHASSIS#(1) AND

STOCK_PORTE#(4) Dans cet exemple, la loi MATCH associe 1 article du stock STOCK_CHASSIS à 4 articles du stock STOCK_PORTE, à condition qu’ils aient le même attribut de COULEUR, et envoie cet ensemble à la machine. Ex: MATCH/CONDITION TAILLE>10 MAGASIN_A #(7) OR MAGASIN_B#(7) Dans cet exemple, la loi MATCH associe 7 articles du stock MAGASIN_A ou 7 articles du stock MAGASIN_B si leur attribut de TAILLE est supérieur à 10, et envoie cet ensemble à la machine. Ex: MATCH/ANY APPEL_SERVICE_ASSISTANCE#(1) AND TECHNICIEN#(1) Dans cet exemple, la loi MATCH associe n’importe quel article du stock APPEL_SERVICE_ASSISTANCE à n’importe quelle unité de ressources TECHNICIEN. Ex: MATCH/ANY HORLOGE MAGASIN(1) with TRAVAILLEUR(1)

using path #(2) AND BOITE MAGASIN(2) #(1) Dans cet exemple, la loi MATCH associe 2 articles HORLOGE du premier élément MAGASIN à un article BOITE du deuxième élément MAGASIN, et envoie cet ensemble d’items à la machine. Les articles HORLOGE sont déplacés depuis leur position précédente, par un chemin approprié, à l’aide d’ une unité de ressources TRAVAILLEUR.


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c. Principales lois de sortie Pour les exemples, voir les lois d’Entrée

WAIT En attendant qu’un article soit tiré d’un élément

PUSH Vers une liste d'éléments dans un ordre préférentiel

MOST Parts (articles)/Free space (espaces libres) dans une liste d’éléments

LEAST Parts (articles)/Free space (espaces libres) dans une liste d’éléments

PERCENT Tirage aléatoire dans une liste d’éléments

SEQUENCE Vers une liste d’éléments, avec option d’echec

IF Une expression est vraie

SELECT Par rapport à une expression

BUFFER Crée un stock de sortie (pour des machines uniquement) Toutes les lois peuvent se composer avec la loi IF sauf les lois PERCENT et SEQUENCE. Les articles peuvent être tirés du WORLD (monde extérieur) ou quitter le modèle en étant poussés vers SHIP (expédiés), SCRAP (rebutés) ou ASSEMBLE (assemblés). Si des articles arrivent activement dans le modèle, mais ne peuvent pas entrer dans le modèle (par exemple: le stock d’arrivée est plein), ils seront rejetés et n’entreront jamais dans le modèle.


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5. Convoyeurs Les convoyeurs sont un des moyens de satisfaire les besoins en manutention automatisée (transitique). Voici quelques exemples de convoyeurs :

- Un convoyeur à bandes transportant des bagages dans un aéroport. - Un convoyeur transportant des caisses de voitures sur une ligne de

production. - Un système de transfert avec des palettes. - Un convoyeur à rouleaux transportant des cartons vides vers une opération

d'emballage.

Il y a deux types de convoyeurs dans WITNESS : - Les convoyeurs sans accumulation qui maintiennent une distance

constante entre les articles. Si le convoyeur s'arrête, par exemple pour qu’une machine prenne un article, la distance entre les articles sur le convoyeur reste la même. Ce type de convoyeur est utilisé sur les dispositifs de transfert SYNCHRONES et l’entraînement des articles est généralement réalisé par un obstacle (taquet ou butée).

- Les convoyeurs à accumulation permettent aux articles de s’accumuler. Si un article est arrêté sur une position, les autres articles se rangent les uns contre les autres jusqu'à ce que le convoyeur soit plein. C’est le cas des convoyeurs à bande qui entraînent par adhérence les articles mais les laisse glisser sur la bande dés que l’un d’eux est bloqué. Ce type de convoyeur est utilisé sur les dispositifs de transfert ASYNCHRONES.

Il faut aussi spécifier le nombre maximal d'articles (longueur en articles) que le convoyeur peut contenir. On peut restreindre le nombre d’articles sur le convoyeur (par exemple, en raison de restrictions de poids) en spécifiant une capacité maximale pour le convoyeur. La capacité maximale par défaut est la longueur représentée : longueur art.

La loi d’entrée par défaut est WAIT, et sauf si le convoyeur doit aller chercher des articles dans un stock, il est recommandé de laisser cette loi pour les convoyeurs à accumulation (Par exemple : PUSH en sortie de machine et WAIT en entrée de convoyeur).

Déplacement : Le temps de cycle spécifie le temps nécessaire pour déplacer un article d’une distance égale à sa longueur donc pour passer d’une position à une autre du convoyeur. Le temps total de transfert des articles entre les deux extrémités du convoyeur est donc :

Temps total de transfert = Temps de cycle x Longueur en articles

Le bouton Vers permet de spécifier une loi de sortie, qui décrit la route des articles après qu’ils aient quitté le convoyeur.


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Figure 13 : Fenêtre de description d'un convoyeur

6. Les pannes Les pannes des machines et des convoyeurs peuvent être modélisées avec Witness en cliquant sur l’onglet Pannes de la description d’une machine ou d’un convoyeur. Il est conseillé de s’assurer de la cohérence du modèle sans pannes avant de le compléter avec des perturbations telles que les pannes.

Figure 14 : Exemple de description d’une panne


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a. Modes de panne On peut modéliser les pannes suivant 3 modes : Temps disponible : Ceci est utilisé pour modéliser des machines qui peuvent

tomber en panne, qu’elles soient en service ou non. Dans la plupart des cas, ce mode est à éviter.

Temps d’occupation : Ceci est utilisé pour modéliser des machines qui ne

peuvent tomber en panne que pendant qu’elles fonctionnent. Seul le temps passé par la machine dans l’état OCCUPE est inclus dans le calcul. Ce temps est aussi appelé Temps de Fonctionnement (TF). C’est ce mode qui est à privilégier pour modéliser des pannes, car il permet d’utiliser directement des paramètres tels que le MTBF (TFMIP) et le MTTR (TPM).

Nombre d’Opérations : C’est une autre possibilité qui prend en compte le

nombre d’opérations effectuées par une machine, plutôt que le temps disponible.

b. Intervalle de pannes Pour le mode Temps disponible, le temps entre pannes est le temps entre le

début d’une panne et le début de la suivante. Pour le mode Temps d’occupation, l’intervalle de pannes correspond au

temps entre la fin d’une panne/réparation et le début de la panne suivante, plus couramment appelé MTBF (Mean Time Between Failure que l’on peut traduire en français par Moyenne des Temps de Bon Fonctionnement) ou encore TFMIP (Temps de Fonctionnement Moyen Inter-Pannes).

Pour le mode Nombre d’opérations, il faut spécifier le nombre d’opérations

entre deux pannes successives.

c. Durée de la panne/réparation Quand une machine ou un convoyeur tombe en panne, quel que soit le mode de panne choisi, WITNESS doit connaître la durée de l’arrêt. Cette durée inclus la détection de la panne, l’attente de l’intervention de maintenance ainsi que la réparation elle-même. Cette durée est aussi appelée MTTR (Mean Time To Repair traduit en français par Moyenne des Temps Techniques de Réparation) ou encore TPM (Temps de Panne Moyen). Remarques Les intervalles de pannes et les durées de réparation peuvent être modélisés avec des valeurs réelles et constantes (cas d’une valeur moyenne) ou avec des lois de distribution aléatoires. Il suffit dans ce cas de saisir dans le champ correspondant une loi de distribution avec un numéro de suite aléatoire (utiliser l'assistant <Sélection d'une distribution>).


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7. Les réglages Seules les machines ont la possibilité de comporter des réglages. Les réglages, contrairement aux pannes, sont des interruptions planifiées correspondant par exemple à des changements d’outils, à des nettoyages, etc… Pour modéliser un réglage, il suffit de cliquer sur l’onglet Réglages de la description d’une machine.

Figure 15 : Exemple de description d’un réglage

a. Modes de Réglage Le mode pour spécifier un réglage peut être : Nombre d’opérations : Le réglage s’effectue après un nombre spécifié

d’opérations. Changement d’article : Le réglage s’effectue si l’article à traiter est différent

de l’article traité précédemment. Changement de valeur : Le réglage s’effectue au début du cycle lors d’un

changement de valeur de la variable ou de l’expression spécifiée.

b. Intervalle de réglage Pour le mode Nombre d’opérations, il faut également spécifier l’intervalle entre réglages en entrant le nombre d’opérations entre les réglages et le nombre d’opérations avant le premier réglage. Ce champ est à compléter quand on fait l’hypothèse que la simulation débute avec un outil qui n’est pas neuf.

c. Temps de réglage Le temps nécessaire pour effectuer le réglage doit être une expression valide, constante réelle ou loi de distribution aléatoire.


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8. Les opérateurs Pour modéliser des opérateurs, WITNESS possède des éléments de type RESSOURCE. Après les avoir déclaré, les ressources utilisées pour un cycle, une réparation ou un réglage sont décrites en cliquant sur le bouton Loi de Ressources de chacun de ces onglet. On accède à un éditeur de loi qui permet de saisir le nom des ressources et si nécessaire une expression logique.

Figure 16 : Editeur de Loi de Ressources

Une loi de ressources peut prendre les formes suivantes :

OPER Un opérateur OPER est nécessaire.

OPER#2

Deux opérateurs OPER sont nécessaires.

JEAN AND LUCIEN Deux opérateurs distincts sont nécessaires.

JEAN OR LUCIEN

L’un ou l’autre des opérateurs est nécessaire.


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9. Les variables La plupart des données peuvent être stockées dans les descriptions des éléments de WITNESS (par exemple, les temps de cycles, données de pannes). Cependant, il est souvent utile de les stocker dans des variables. De manière générale, les variables sont les plus utiles lorsque les données à stocker ou à utiliser ne sont pas en relation avec des articles individuels ou ne peuvent pas être utilisées directement dans les descriptions des éléments. Les variables sont des valeurs auxquelles on peut avoir accès depuis n'importe où dans le modèle.

a. Techniques utiles d’utilisation des variables Stockage temporaire : Si WITNESS ne permet pas d'évaluer une expression

sur une ligne, il sera possible d'utiliser une variable pour l'évaluer en 2 étapes ou plus.

Compteurs : Pour recueillir des statistiques ou maintenir un

enchaînement séquentiel ou cyclique d'un processus. Bascules logiques : Utilisées pour contrôler le flux d'articles sous certaines

conditions. Paramètres : Pour tester plusieurs valeurs différentes (lues à partir

d'un fichier par exemple).

b. Actions Initiales (Menu MODELISER) Ce sont des actions exécutées au temps zéro et qui peuvent être utilisées pour fixer les valeurs initiales des variables. Si les variables n'ont pas de valeur à l'initialisation, pour commencer elles auront une valeur nulle.

c. Variables système Il existe 6 variables toujours disponibles et prédéfinis dans WITNESS. Parmi elles, la plus utilisée est : TIME qui est une variable réelle contenant le temps courant de l'horloge de

simulation. Elle aura les unités utilisées dans le modèle.

d. Déclarer une variable utilisateur Pour déclarer une nouvelle variable, sélectionner la commande modéliser/élément pour afficher le sélecteur d'Elément, puis cliquer sur le bouton Déclarer pour afficher la boîte de dialogue Déclarer.

Nom : Entrer le nom de la variable. Le premier caractère du nom doit être une lettre. La taille maximale du nom est 24 caractères.


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Type de l’élément : Cliquer sur la flèche et sélectionner Variable dans la liste Type de l'élément. Sélectionner le type variable dans la liste déroulante (entier, réel, nom ou chaîne ).

Pour finir, cliquer sur le bouton Créer. Une fois la variable créée, on peut la représenter ou la décrire en cliquant sur le bouton approprié dans la boîte de dialogue Déclarer.

10. Les attributs Les attributs sont les caractéristiques propres de chaque article ou ressource. On peut déclarer des attributs utilisateurs, mais WITNESS associe automatiquement quatre attributs système à chaque article ou ressource :

TYPE, PEN, DESC, ICON

TYPE indique le nom de l’article ou la ressource courante ; PEN permet de définir la couleur de représentation de l’article (par défaut, PEN = 0 (lettres vertes sur fond noir)); DESC correspond à une représentation des articles sous la forme des 4 premiers caractères du nom de l’article ; ICON est identique à DESC, mais permet de représenter l’article sous la forme d’un icône.

11. Les fonctions intégrées WITNESS propose un ensemble de fonctions qui permettent de construire une logique “intelligente” en vue d’associer des réactions “intelligentes” à la logique d’un modèle. Les principales fonctions intégrées sont :

ISTATE Nombre indiquant l'état de l'élément spécifié

NCREATE Nombre d'articles du type spécifié qui a été créé

NFREE Espaces libres dans l'élément spécifié

NPARTS Nombre d'articles dans l'élément spécifié

PUTIL Pourcentage de temps que l'élément spécifié est resté dans l'état

spécifié.


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12. Les actions Les Actions sont une caractéristique puissante de WITNESS et peuvent être utilisées pour améliorer la logique d'un modèle de simulation. Les Actions sont un moyen de donner des instructions à WITNESS afin de faire exécuter dans le modèle une action particulière au moment désiré dans le déroulement de la simulation. Les Actions peuvent être utilisées pour modifier les valeurs des variables et des attributs ou pour exécuter une commande spécifiée, tel un changement de type d'articles ou un enregistrement d’une valeur dans un histogramme. Les Actions peuvent être trouvées dans les descriptions de la plupart des éléments. Par exemple, dans les machines au début du cycle, en fin de cycle, lorsque la machine tombe en panne et après sa réparation.

a. Commandes d’actions utiles Chaque action est une instruction faisant accomplir une tâche par WITNESS. Les instructions sont exécutées séquentiellement, en commençant par la première et se terminant par la dernière. Exemples d’actions : Pour attribuer une valeur de 9 à une variable VAR : VAR = 9 Pour incrémenter un compteur : COMPT = COMPT + 1 Pour remettre un compteur à zéro : COMPT =0 Pour ajouter deux variables X et Y et attribuer le résultat à une troisième variable Z : Z=X+Y

b. Résumé des principales instructions d’action Les instructions suivantes sont disponibles dans les actions de WITNESS :

Contrôle des articles

CHANGE Change le type de l'article

Contrôle de la logique

IF / ELSEIF / ELSE / ENDIF Exécute différentes instructions dépendant de la valeur d'une ou des expression(s) logique(s)


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GOTO / LABEL Continue les actions à la ligne spécifiée

FOR / NEXT

Exécute une ou des instruction(s) tant que la condition fixée n'est pas atteinte WHILE / ENDWHILE

Exécute une ou des instruction(s) tant que la condition est vraie RETURN

Sort des actions, renvoie une valeur dans le cas des fonctions WITNESS STOP

Fait arrêter la simulation

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