Praxishandbuch Plant Simulation und SimTalk

Anwendung und Programmierung in über 150 Beispiel-Modellen

Bearbeitet vonSteffen Bangsow

1. Auflage 2011. Buch. 456 S. HardcoverISBN 978 3 446 42782 2

Format (B x L): 20,2 x 23,5 cmGewicht: 1183 g

Weitere Fachgebiete > EDV, Informatik > Professionelle Anwendung > 3-D Graphik,Computersimulation & Modelle

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Inhaltsverzeichnis

Steffen Bangsow

Praxishandbuch Plant Simulation und SimTalk

Anwendung und Programmierung in über 150 Beispiel-Modellen

ISBN: 978-3-446-42782-2

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© Carl Hanser Verlag, München

Inhalt

InhaltInhalt....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... VHinweise zur Buch-CD und zur Demo-Lizenz ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... XIIISimulationsmethodik ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 11.1 Vorgehensmodell ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 11.2 Zielvereinbarung .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 21.3 Systembeschreibung ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 31.4 Modellentwurf ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 41.5 Modellbildung .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 61.6 Verifikation....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 61.7 Experimentplanung ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 61.8  Experimentdurchführung und Auswertung..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 8Programmieren mit SimTalk ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 92.1 Der Baustein Methode ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 92.2 Das Methodenfenster ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 112.2.1 Zeilennummern, Texteingabe ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 112.2.2 Lesezeichen.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 122.2.3 Codevervollständigung .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 122.2.4 Informationen über Attribute und Methoden .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 122.2.5 Vorlagen ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 142.2.6 Der Debugger ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 142.3 SimTalk-Sprachelemente ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 152.3.1 Namen............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 152.3.2 Anonyme Bezeichner ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 152.3.3 Pfade .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 172.3.4 Namensraum .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 172.3.5 Kommentare ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 172.4 Variablen und Datentypen ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 182.4.1 Variablen ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 182.4.2 Lokale Variablen ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 192.4.3 Globale Variablen ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 202.5 Operatoren....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 222.5.1 Mathematische Operatoren............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 222.5.2 Relationale Operatoren ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 232.5.3 Zuweisungen................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 242.6 Verzweigungen ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 252.7 Fallunterscheidung .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 262.8 Schleifen .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 272.8.1 Bedingungsschleifen ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 272.8.2 Zählerschleifen ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 282.9 Methoden, Funktionen .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 302.9.1 Parameterübergabe ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 302.9.2 Mehrere Parameter übergeben ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 312.9.3 Funktionsergebnis........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 322.9.4 SimTalk-Funktionen ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 342.9.5 Methodenaufruf .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 352.10 Unterbrechung von Methoden ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 462.10.1 Wait-Anweisung ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 462.10.2 Suspendierung von Methoden ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 462.11 Debuggen, Optimieren .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 492.11.1 Haltepunkte in Methoden .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 492.11.2 Haltepunkte im Ereignisverwalter .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 512.11.3 ErrorHandler ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 512.11.4 Profiler.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 54Simulation von Produktionsprozessen ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 573.1 Materialflussbausteine .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 573.1.1 Allgemeines Verhalten der Materialflussbausteine............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 583.2 Der Schichtkalender ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 643.3  SimTalk-Attribute und -Methoden

der Materialflussbausteine........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................683.3.1 Zustände der Materialflussbausteine ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 683.3.2 Rüsten ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 733.3.3 Fertigmeldungen ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 753.3.4 Belegung der Materialflusselemente ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 783.4 Bewegliche Elemente ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 783.4.1 Standardmethoden der beweglichen Elemente ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 783.4.2 Länge, Breite und Buchungspunkt ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 803.4.3 Fördergut und Förderhilfsmittel ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 823.5 Systemgrenzen, Quelle und Senke.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 853.5.1 Grundverhalten der Quelle .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 853.5.2 Einstellungen der Quelle.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 853.5.3 Benutzerdefinierte Quelle mit SimTalk ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 893.5.4 Die Senke ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 923.6 Einzelbearbeitung ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 923.6.1 Einzelstation, starr verkettete Maschinen......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 923.6.2 Losweise Fertigung ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 933.7  Gleichzeitige Bearbeitung

von mehreren Teilen ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................983.7.1 Die Parallelstation ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 983.7.2 Mehrfachaufspannungen mit der Parallelstation simulieren.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 1013.7.3 Kontinuierliche Bearbeitungen, starre Transferstraßen ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1033.7.4 Der Takt, flexible Taktstraßen .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1043.8 Montageprozesse ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 1063.8.1 Die Montagestation......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1073.8.2 Montagevorgänge mithilfe von SimTalk simulieren ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1083.9 Demontage ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1113.9.1 Die Demontagestation .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1113.9.2 Demontage mit SimTalk .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 1153.10 Ausschuss und Nacharbeit ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1173.10.1 Die Flusssteuerung ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1173.10.2 Ausschuss mithilfe des Ausgangsverhaltens simulieren .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 119Informationsfluss .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 1234.1 Der Listeneditor ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1234.2 Eindimensionale Listen ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1244.2.1 Die Kartei ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1244.2.2 Stapel und Warteschlange ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1264.2.3 Suchen in eindimensionalen Listen.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 1264.3 Die Tabelle ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1274.3.1 Methoden und Attribute der Tabelle................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 1274.3.2 Suchen in Tabellen .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1284.3.3 Subtabellen und Sublisten ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1324.4 Die Zeitleiste .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1334.4.1 Der Baustein Zeitleiste .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1334.4.2 Zeitleiste mit Tabelle und SimTalk .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1354.5 Der Trigger ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1374.5.1 Der Baustein Trigger........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 1374.5.2 Trigger mit SimTalk und Tabellen...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1394.6 Der Generator .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 1464.6.1 Der Baustein Generator................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1464.6.2 Benutzerdefinierter Generator mit SimTalk ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1484.7 Der Attributverwalter ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1494.8 Ereignisverwalter ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 152Die Arbeit mit Zufallswerten ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1535.1 Arbeit mit Verteilungstabellen ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 1535.2  Arbeiten mit Wahrscheinlichkeits verteilungen ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1595.2.1  Verwendung von DataFit zur Ermittlung von Wahrscheinlichkeits verteilungen ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1595.2.2 Verwendung von Gleichverteilungen ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 1625.3 Der Experimentverwalter ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 163Simulation von Transportprozessen .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1676.1 Förderstrecke .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 1676.1.1 Attribute der Förderstrecke ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 1686.1.2 Kurven und Ecken ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1696.2 Eckumsetzer und Drehtisch ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 1716.2.1 Einstellungen des Eckumsetzers ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1736.2.2 Einstellungen des Drehtisches ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1736.3 Die Drehplatte ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 1746.3.1 Grundverhalten der Drehplatte ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 1746.3.2 Einstellungen der Drehplatte ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1746.4 Der Umsetzer ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1766.4.1 Einstellungen des Umsetzers ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1766.5 Der Weg ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1796.6  Sensoren auf längenorientierten Bausteinen ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 1806.6.1 Funktion und Einsatz von Sensoren ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 1806.6.2 Lichtschrankenmodus ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1836.6.3 Just-in-Sequence-Anlieferung .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1856.6.4 Sensoren automatisch erzeugen ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1866.7 Das Fahrzeug ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1886.7.1 Eigenschaften des Fahrzeuges ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 1896.7.2 Fahrzeuge be- und entladen ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 1916.7.3 SimTalk-Methoden und -Attribute des Fahrzeuges............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 1926.7.4 Anhalten und losfahren ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1926.7.5 Losfahren nach einer bestimmten Zeit............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 1946.7.6 Wegsuche ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1966.7.7 Sensorposition, Sensor-ID, Richtung ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2046.7.8 Anfahrverzögerungsdauer ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2086.7.9 Ladeflächentyp Förderstrecke, Querverschiebewagen ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2136.7.10 Zugmaschine ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 2186.7.11 Fahrzeuge mit Batterie simulieren ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 226Simulation von Robotern und Handhabungstechnik ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2317.1 Pick and Place ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2317.1.1 Eigenschaften des Pick-and-Place-Objektes ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2327.1.2 Sperrwinkel .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2347.1.3 Zeitfaktor ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 2357.2 Simulation von Robotern ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2367.2.1 Ausgangsverhalten zyklische Folge .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2367.2.2  Be- und Entladung von Maschinen mit Robotern (Einfachgreifer) ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2377.2.3 Beladung von Maschinen durch Roboter mit Doppelgreifer .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2397.2.4 Montage mit Roboter ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2407.2.5  Benutzerdefinierte Transport- und Prozesszeiten berücksichtigen .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2437.2.6 Vorteile und Grenzen des PickAndPlace-Objektes ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 2467.3  Handlingroboter mit Weg und Fahrzeug simulieren ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2467.3.1 Grundmodell und allgemeine Steuerung .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2467.3.2 Teilparametrisierte Steuerungsentwicklung ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2547.3.3  Berücksichtigung der Handling- und Prozesszeiten des Roboters ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2587.3.4 Synchrone und asynchrone Steuerung des Roboters ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2667.4 Der Schutzkreis ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2727.5 Portalroboter ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 274Simulation von Lagerprozessen...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2818.1 Der Puffer......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2818.2 Der Sortierer .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2828.2.1 Grundverhalten ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2828.2.2 Sortierer-Eigenschaften................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2828.3 Das Lager ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2858.3.1 Lagerbaustein ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2858.3.2 Chaotische Lagerung ................................................