Нагрузочное тестирование APS-системы DELMIA Ortems

[Kate]

Среди типов систем планирования все большую популярность приобретают системы класса APS — Advanced Planning and Scheduling («система продвинутого планирования»).

Наша компания CS Group является официальным партнером французской компании Dassault Systèmes и работает с одним из ее лучших программных решений класса APS-систем — DELMIA Ortems. Оно обеспечивает оптимизацию за счет планирования и составления графиков связанных производственных процессов. Говоря проще, мы загружаем в систему некоторые входные данные, а на выходе получаем оптимальный производственный план.

Что можно загружать в систему:

• справочную информацию (календари, оборудование, операторы и пр.);
• технологические данные (маршруты, операции, нормы и пр.);
• спецификации (изделия, версии, компоненты и пр.);
• заказы (сроки, количество и пр.).

А теперь представьте, какой объем информации мы можем собрать в рамках завода. Немного забегая вперед: DELMIA Ortems, в отличие от конкурентов, может «переварить» практически любой объем информации, однако главным ограничивающим фактором становится длительность расчета. Ситуация с долгими расчетами напоминает анекдот из повести братьев Стругацких «Полдень, XXII век»: «Один кибернетист изобрел предиктор, машину, которая предсказывает будущее, этакий агрегат в сто этажей. И задал он для начала предиктору вопрос: “Что я буду делать через три часа?” Предиктор жужжал до утра, а потом сообщил: “Будешь сидеть и ждать моего ответа”».

Вполне допустимо потратить несколько часов раз в месяц на перерасчет, если план рассчитывается на 2–3 года вперед. А как быть, если нужен оперативный план, например строго к началу следующего дня?

К нам обратился заказчик, который уже столкнулся с такой проблемой. Выбранная им система планирования не смогла рассчитать план по исходным данным. Дабы убедиться, что DELMIA Ortems сможет «сделать невозможное», заказчик попросил провести нагрузочное тестирование модуля DELMIA Ortems Production Scheduler (модуль детального планирования загрузки производственных мощностей).

У команды компании CS Group давно назревала идея самим провести такое тестирование, но вы знаете, как это обычно бывает: то времени не хватает, то для расчета надо определить какие-то данные, да и начальство может погрозить пальцем, что вместо настоящей работы занимались непонятно чем. А тут идеальная ситуация — руководство поставило задачу, данные предоставил заказчик, мы нацелились на результат.

Итак, у нас появилась реальная модель данных с действующего крупного производства со следующими особенностями:

• максимальное количество уровней вложенности спецификаций 7 шт.;
• максимальное количество операций в цепочке связанных заказов 69969 шт.;
• количество рабочих центров 254 шт.;
• горизонт расчета 7 месяцев.

Оценочным показателем стала зависимость времени выполнения расчета плана от количества операций, которое мы регулировали изменением числа используемых в плане «заказов клиентов».

Расчет проводился на рабочей станции c Core i7-4790 CPU 3,60 GHz, RAM 12,0 GB (DDR3).

Нагрузочные тесты показали следующие результаты:

1. С увеличением количества операций скорость вычислений снижается (при 12210 операциях в плане скорость составила 165 оп/сек, при 137727 операциях — 7,4 оп/сек, при 208103 операциях — 4,5 оп/сек).
2. Максимальное количество рассчитанных операций в DELMIA Ortems Production Scheduler составило 208103, план рассчитан примерно за 13 часов. Большую нагрузку мы не рассчитывали как нерациональную по времени расчета.

Таким образом мы определили верхние рамки количества операций для модуля DELMIA Ortems Production Scheduler.

Решив проявить инициативу, мы провели на тех же исходных данных несколько тестовых расчетов в модуле DELMIA Ortems Manufacturing Planner (модуль основного производственного планирования). Наиболее интересным был расчет следующих объемов информации: 118208 производственных заказов, 458332 операции. Балансирование месячных стаканов мощности выполнено за 1 час 41 минуту (75 оп/сек). Балансирование недельных стаканов мощности выполнено за 5 часов 58 минут (21 оп/сек).

Почему же такая разница во времени расчетов между модулями? Дело в том, что модуль DELMIA Ortems Manufacturing Planner не выстраивает правильную последовательность операций для каждой единицы основного ресурса. Его основная задача — заполнить операциями стаканы мощности, тем самым рассчитать сроки производственных заказов. В то время как DELMIA Ortems Production Scheduler строит точные последовательности операций для каждой единицы основного ресурса, стремясь соблюсти уже определенные сроки производственных заказов. DELMIA Ortems Production Scheduler проигрывает в скорости, поскольку учитывает максимум возможных ограничений планирования и делает более точный расчет, который требуется для задач оперативного планирования. DELMIA Ortems Manufacturing Planner в свою очередь работает для среднесрочного планирования, где такая детальность не требуется.

Вывод и переданная заказчику рекомендация были следующими:

Для достижения оптимального и комфортного с точки зрения организации рабочего процесса планировщика времени выполнения расчетов наиболее эффективным является совместное применение инструментов DELMIA Ortems Manufacturing Planner и DELMIA Ortems Production Scheduler. Таким образом, в модуле DELMIA Ortems Manufacturing Planner следует рассчитывать длительный горизонт и большой объем данных. Полученный результат передавать в DELMIA Ortems Production Scheduler, где производить на коротком горизонте детальный расчет с меньшим объемом данных.

А как быть, если операций на горизонте будет еще больше, например миллион или два? Подобный расчет также по силам DELMIA Ortems. Надо лишь воспользоваться алгоритмами укрупнения данных. Но, как любил повторять в своей передаче один известный телеведущий: «...это уже совсем другая история».

Источник статьи: https://habr.com/ru/company/ds/blog/568840/