Students will be able to:

• analyze production, service and logistics processes

• create their simulation models as discrete event systems

• perform simulation experiments on models and find the optimum variant of processes

• automatically monitor, record and process actions ongoing in modelled processes

• prepare a complex project from analysis of requirements to implementation proposals

Studenti budou umět:

• analyzovat výrobní, obslužné a logistické procesy

• vytvořit jejich simulační model jako systém diskrétních událostí

• provádět na modelu simulační experimenty, nalézt optimální variantu procesu

• automaticky sledovat, zapisovat a zpracovávat děje probíhající v modelovaném procesu

• zpracovat komplexní projekt od analýzy požadavků až návrhy pro realizaci

R: Leemis L.M., Park S.K.: Discrete-Event Simulation: A First Course. Pearson Prentice Hall, 2006, 0-13-142917-5

A: Peterson J.L.: Petri Net Theory and the Modeling of Systems. Prentice-Hall, Englewood Cliffs 1981, 0-13-661983-5

R: Robinson S.: Successful Simulation. McGraw-Hill, London, 1994, 0-07-707622-2

Z: Dlouhý M.,Fábry J., Kuncová M., Hladík T.: Simulace podnikových procesů. Computer Press, Brno, 2007, 978-80-251-1649-4

Z: Leemis L.M., Park S.K.: Discrete-Event Simulation: A First Course. Pearson Prentice Hall, 2006, 0-13-142917-5

D: Peterson J.L.: Petri Net Theory and the Modeling of Systems. Prentice-Hall, Englewood Cliffs 1981, 0-13-661983-5

D: Robinson S.: Successful Simulation. McGraw-Hill, London, 1994, 0-07-707622-2

Analýza vybraných modelových procesů.

Tvorba simulačního modelu, jeho validace a verifikace.

Simulační experimenty, optimalizace procesu.

Řešení vzorových projektů pod vedením.

Samostatná práce na individuálních projektech.

1. Basic principles of modelling and simulation. Continuous vs. discrete models. Deterministic and stochastic models. Comparison of principles of mathematical modelling, interactive modelling in graphical interface and experimentation on real systems.

2. Interactive graphical modelling and simulation and their computer support, overview of programs for discrete event systems simulation.

3. Graphical interface of Witness simulation system. Interactive control of models and working with simulation elements. Simulation projects, development of simulation models.

4. Three stages of model development (definition, detail, display). Basic simulation elements: parts, machines and buffers. Library of simulation elements. Naive simulation of a simple system.

5. Modelling of material flows though a system, input and output rules. Modelling resources, labour, work interruption and labour pre-empting. Shift modelling. Use of main shifts and sub-shifts.

6. Actions, immediate actions, user actions. Parts attributes. Universal and user attributes. Variables and system variables. Functions. Library of designer elements, submodels and modules. Interactive visual definition of rules.

7. Ways of input and output data presentation. Interconnection with other programs (Excel, etc.). Graphical representation of models. Icons and picture gallery, icon editor.

8. Modelling of stoppages. Breakdowns and set-ups. Detailing machines and parts" working routines, multi-cycle machines. Modelling of transportation systems: conveyors, tracks, vehicles and paths. routing. Vehicle loading and unloading. Allocation of vehicles.

9. Continuous simulation elements. Processors, tanks, fluids and pipes. Cooperation of continuous and discrete elements. Filling and emptying of packaging.

10. Discrete event systems, queueing theory, Kendall classification of systems, models of queue and random processes, single- and multiple-servers queue systems.

11. Petri nets. Basic concepts and definition. Types of Petri nets, their properties. Model and analysis of Petri nets.

12. Simulation experiments. Use of optimization module. Principles of discrete optimization methods. Simulated annealing, taboo search. Computational complexity. Combinatorial algorithms, NP-complete problems.

13. Simulation projects. Aims, scope and details of projects. Data collection. Development and testing of models: model structure, interactive creation of models. Model verification and validation.

14. Documentation, use of Documentor module. Presentation and implementation of simulation project results.

1 Základní principy modelování a simulace. Spojité vs. diskrétní modely. Deterministické a stochastické modely. Srovnání principů matematického modelování, interaktivního modelování v grafickém prostředí a experimentování na reálných systémech.

2 Interaktivní grafické modelování a simulace a jejich počítačová podpora, přehled některých programů pro simulaci systémů diskrétních událostí.

3 Prostředí simulačního programu Witness. Interaktivní ovládání modelu a práce se simulačními prvky. Simulační projekty, tvorba simulačních modelů.

4 Tři stupně vytváření modelu (definice, vlastnosti, zobrazení). Základní simulační prvky: součásti, stroje a zásobníky. Knihovna simulačních elementů. Naivní simulace jednoduchého systému.

5 Modelování materiálových toků systémem, vstupní a výstupní pravidla. Modelování pracovních sil zdrojů, přerušování práce. Modelování směn. Použití hlavních směn a podsměn.

6 Programovací jazyk WCL. Akce, okamžité akce, uživatelské akce. Atributy součástí. Univerzální a uživatelské atributy. Proměnné a systémové proměnné. Funkce. Knihovna návrhářských elementů, submodely a moduly. Interaktivní tvorba pravidel

7 Způsoby prezentace vstupních a výstupních dat. Propojení s jinými programy (Excel apod.). Grafická reprezentace modelů. Ikony a galerie obrázků, editor ikon.

8 Modelování prostojů. Poruchy a seřízení. Detaily strojů a součástí: pracovní postupy, stroje s vícenásobným cyklem. Modelování dopravních systémů: dopravníky, dráhy, vozíky. Nakládání a vykládání vozíků. Alokace vozíků.

9 Spojité simulační prvky. Procesory, tanky, tekutiny a potrubí. Spolupráce spojitých a diskrétních prvků. Plnění a vyprazdňování obalů.

10 Systémy diskrétních událostí, teorie front (systémy hromadné obsluhy), Kendallova klasifikace systémů, modely hromadné obsluhy a náhodné procesy, exponenciální systémy jednoduché a vícenásobné obsluhy.

11 Petriho sítě. Základní koncepty a definice. Typy Petriho sítí. Vlastnosti Petriho sítí. Modely a analýza Petriho sítí.

12 Simulační experimenty. Použití optimalizačního modulu. Principy metod diskrétní optimalizace. Metoda simulovaného žíhání, metoda zakázaných směrů (tabu search). Výpočetní složitost. Kombinatorické algoritmy, NP-úplné problémy.

13 Simulační projekty. Stanovení cílů, rozsah a detailnost projektu. Sběr dat. Tvorba a testování modelu: struktura modelu, interaktivní tvorba modelu. Verifikace a validace modelu.

14 Dokumentace, použití modulu Documentor. Prezentace a implementace výsledků simulačního projektu.

http://moodle.vscht.cz/course/view.php?id=113

Introduction to the use of Witness. http://moodle.vscht.cz/mod/resource/view.php?id=2614

Videcká Z.: Witness 2000. User's Guide. VUT, Brno 2001 http://moodle.vscht.cz/mod/resource/view.php?id=2615

Learning Witness. Educational Manual. http://moodle.vscht.cz/mod/resource/view.php?id=2616

Witness Getting Started Materials. http://moodle.vscht.cz/mod/resource/view.php?id=2769

http://moodle.vscht.cz/course/view.php?id=40

Úvod do použití Witness. http://moodle.vscht.cz/mod/resource/view.php?id=2614

Videcká Z.: Witness 2000. Uživatelská příručka. VUT, Brno 2001 http://moodle.vscht.cz/mod/resource/view.php?id=2615

Learning Witness. Educational Manual. http://moodle.vscht.cz/mod/resource/view.php?id=2616

Witness Getting Started Materials. http://moodle.vscht.cz/mod/resource/view.php?id=2769

Applications of Computer Science, Algorithms and Programming

Aplikace výpočetní techniky, Algoritmizace a programování