问题
我们都时常乘坐飞机,但我们都不知道飞机维护有多复杂。而军用飞机的维修周转过程(飞机着陆和准备再次飞行之间的时间)就更加复杂,且相当耗时,中间包括多个并行交互工作流程。此外,还需要技术熟练的工作人员来维持周转过程的技术水平,这都将导致相关的成本的增加。
洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)是最大的航空、航天、国防、安全和技术公司之一,该公司的工程师使用 AnyLogic 仿真建模软件,想要改进军用飞机在整个维修周转过程中的决策,并评估过程更改对维修周转时间的影响。
解决方案
要完成模型,必须考虑中转过程的三个要素:
- 飞机检查;
- 签核,意味着所有的检查和加油已经完成;
- 审查和存储从飞机上下载的维护代码。
在这些过程细节弄清楚后,就设计了一个移动应用程序,以便能够在维护的每个阶段对每个过程进行记录、验证和理解。监测维护人员的观察员使用了这个数据收集工具。在整个项目过程中,会对应用程序进行多次修改,调整操作。
模型会表示出工作流程中的每个步骤的关键数据,包括参与者、资源、依赖项和其他明确流程的数据。模型所需的数据包括每个任务的开始和停止时间。除此之外,模型还提供录音功能,记录应用程序中未提及的活动。数据收集应用程序还具有高度灵活性和适应性。 例如,观察者可能会记录任务花费的时间超过预期的原因,或者记录他们意外按了错误按钮的情况等。
通过对飞机维修周转过程的研究,发现此过程的仿真需要基于智能体的建模方式和仿真环境,还需具有实验和演示能力。AnyLogic 仿真建模工具满足了这些需求。此外,其流程可视化功能有助于向各级开发人员和高级领导层介绍模型。
下一阶段是将流程研究中标识的关键对象在 AnyLogic 中实现,包括智能体、资源和任务,并实现多种可视化,建立流程的基线模型。之后,在确定模式下迭代运行,以及在蒙特卡罗模式下进行单次和多次运行,进行模型调试。最后,将研究结果与各地的经验结果进行比较。
在验证和更新之后,基于智能体的随机模型能够捕捉周转过程的动态和交互过程。无论 是通过删除流程步骤、减少流程步骤执行时间,还是重新定义流程部分,来提高维护流程的效率,流程变更后的效果比较抽象。因此,模型设计了实验模块量化流程变更的影响。
该模型的实验有助于:
- 记录当前工作流的特征。
- 探索工作流程的替代方案。
- 预测替代方案的影响。
结果
使用模型进行各种实验,包括蒙特卡罗实验,得出了一些建议,显示了不同流程更改带来的影响,以及这种差异的潜在范围。AnyLogic的建模和仿真方法不仅可以帮助建模人/机器/工作站的交互,还可以跟踪实验未知的工作流特性:
- 在执行任务时,没有遵循线性的工作方式。所以工作流中的操作并非同步执行,有时是并行的。
- 在查看流程的各个部分时,任务之间的相互依赖性并不明显。
- 通过查看整个处理流程,而不是单个流程组件,可以确定决定周转时间的驱动因素。
所有这些都让工程师能够捕捉到维修周转过程中的问题,对工作流提出修改建议,改进飞机周转过程。
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